Все рецепты кухни

Салат латук энергетическая ценность


Калорийность Салат латук. Химический состав и пищевая ценность.

Салат латук богат такими витаминами и минералами, как: витамином А - 32,4 %, бэта-каротином - 35 %, витамином B9 - 12 %, витамином C - 16,7 %, витамином K - 105,3 %, кремнием - 27,3 %, кобальтом - 40 %, марганцем - 15 %, медью - 12 %, молибденом - 12,9 %
  • Витамин А отвечает за нормальное развитие, репродуктивную функцию, здоровье кожи и глаз, поддержание иммунитета.
  • В-каротин является провитамином А и обладает антиоксидантными свойствами. 6 мкг бета-каротина эквивалентны 1 мкг витамина А.
  • Витамин В9 в качестве кофермента участвуют в метаболизме нуклеиновых и аминокислот. Дефицит фолатов ведет к нарушению синтеза нуклеиновых кислот и белка, следствием чего является торможение роста и деления клеток, особенно в быстро пролифелирующих тканях: костный мозг, эпителий кишечника и др. Недостаточное потребление фолата во время беременности является одной из причин недоношенности, гипотрофии, врожденных уродств и нарушений развития ребенка. Показана выраженная связь между уровнем фолата, гомоцистеина и риском возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.
  • Витамин С участвует в окислительно-восстановительных реакциях, функционировании иммунной системы, способствует усвоению железа. Дефицит приводит к рыхлости и кровоточивости десен, носовым кровотечениям вследствие повышенной проницаемости и ломкости кровеносных капилляров.
  • Витамин К регулирует свёртываемость крови. Недостаток витамина К приводит к увеличению времени свертывания крови, пониженному содержанию протромбина в крови.
  • Кремний входит в качестве структурного компонента в состав гликозоаминогликанов и стимулирует синтез коллагена.
  • Кобальт входит в состав витамина В12. Активирует ферменты обмена жирных кислот и метаболизма фолиевой кислоты.
  • Марганец участвует в образовании костной и соединительной ткани, входит в состав ферментов, включающихся в метаболизм аминокислот, углеводов, катехоламинов; необходим для синтеза холестерина и нуклеотидов. Недостаточное потребление сопровождается замедлением роста, нарушениями в репродуктивной системе, повышенной хрупкостью костной ткани, нарушениями углеводного и липидного обмена.
  • Медь входит в состав ферментов, обладающих окислительно-восстановительной активностью и участвующих в метаболизме железа, стимулирует усвоение белков и углеводов. Участвует в процессах обеспечения тканей организма человека кислородом. Дефицит проявляется нарушениями формирования сердечно-сосудистой системы и скелета, развитием дисплазии соединительной ткани.
  • Молибден является кофактором многих ферментов, обеспечивающих метаболизм серусодержащих аминокислот, пуринов и пиримидинов.
ещескрыть

Полный справочник самых полезных продуктов вы можете посмотреть в приложении «Мой здоровый рацион».

энтальпия решетки (энергия решетки)

РЕШЕТОЧНАЯ ЭНЕРГИЯ (LATTICE ENERGY)

 

На этой странице представлены энтальпии решетки (энергии решетки) и циклы Борна-Габера.

Энтальпия решетки и энергия решетки обычно используются так, как если бы они означают одно и то же - вы часто найдете оба термина, используемые в одной и той же статье учебника или на веб-сайте, в том числе на университетских сайтах.

Фактически, между ними существует разница, которая связана с условиями, при которых они рассчитываются.Однако разница мала и ничтожна по сравнению с разными значениями энтальпии решетки, которые вы найдете из разных источников данных.

Если вы не продолжите изучать химию на уровне ученой степени, разница между этими двумя терминами вряд ли вас беспокоит.


Примечание: Пока я писал этот раздел, разные значения для одного и того же фрагмента данных из разных источников сводили меня с ума, потому что нет простого способа узнать, какие данные являются самыми последними или наиболее точными.

В приведенных ниже циклах Борна-Габера я использовал числа, которые дают последовательный ответ, но, пожалуйста, не думайте, что они обязательно являются наиболее точными. Если вы проводите курс для подростков 16-18 лет, все это не имеет особого значения - вы просто используете цифры, которые вам даны.

Если вы воспользуетесь моей книгой по химическим расчетам, вы найдете несколько другой набор чисел. Они взяты из Книги данных по химии, изданной Старком и Уоллесом, опубликованной Джоном Мюрреем. Ценности этой уже довольно старой книги часто немного отличаются от более поздних источников.

Не беспокойтесь об этом. Это никак не влияет на принципы. Только не думайте, что любой бит данных, который вам предоставлен (даже мной), обязательно "правильный"!



 

Что такое энтальпия решетки?

Два разных способа определения энтальпии решетки

Есть два разных способа определения энтальпии решетки, которые прямо противоречат друг другу, и вы найдете оба широко используемых.Фактически, есть простой способ разобраться в этом, но многие источники его не используют.

Я объясню, как вы можете это сделать, но сначала давайте посмотрим, как возникает проблема.

Энтальпия решетки - это мера силы сил между ионами в ионном твердом теле. Чем больше энтальпия решетки, тем сильнее силы.

Эти силы полностью разрушаются только тогда, когда ионы присутствуют в виде газообразных ионов, разбросанных так далеко друг от друга, что между ними существует незначительное притяжение.Вы можете показать это на простой диаграмме энтальпии.

Для хлорида натрия твердое вещество более стабильно, чем ионы в газе, на 787 кДж / моль -1 , и это показатель силы притяжения между ионами в твердом теле. Помните, что энергия (в данном случае тепловая энергия) выделяется, когда создаются связи, и она необходима для разрыва связей.

Итак, энтальпия решетки может быть описана двумя способами.

  • Вы можете описать это как изменение энтальпии, когда 1 моль хлорида натрия (или чего-то еще) образовался из его рассеянных газообразных ионов.Другими словами, вы смотрите на стрелку вниз на диаграмме.

    В случае хлорида натрия это будет -787 кДж / моль -1 .

  • Или вы могли бы описать это как изменение энтальпии, когда 1 моль хлорида натрия (или чего-то еще) распадается с образованием рассеянных газообразных ионов. Другими словами, вы смотрите на стрелку вверх на диаграмме.

    В случае хлорида натрия это будет +787 кДж / моль -1 .

Обе относятся к одной и той же диаграмме энтальпии, но один смотрит на нее с точки зрения образования решетки, а другой - с точки зрения ее разрушения.

К сожалению, оба из них часто называют «энтальпией решетки».

 

Это абсурдно запутанная ситуация, которую легко разрешить. Я предлагаю вам никогда не использовать термин «энтальпия решетки» без его уточнения.

  • Вам следует говорить об «энтальпии диссоциации решетки», если вы хотите говорить о количестве энергии, необходимом для разделения решетки на рассеянные газообразные ионы.

    Для NaCl энтальпия диссоциации решетки составляет +787 кДж · моль -1 .

  • Вам следует говорить об «энтальпии образования решетки», если вы хотите говорить о количестве энергии, выделяемой при образовании решетки из рассеянных газообразных ионов.

    Для NaCl энтальпия образования решетки составляет -787 кДж · моль -1 .

Это немедленно устраняет любую возможность путаницы.

Итак. . .

Энтальпия диссоциации решетки - это изменение энтальпии, необходимое для преобразования 1 моля твердого кристалла в его рассеянные газообразные ионы.Энтальпии диссоциации решетки всегда положительны.
 
Энтальпия образования решетки - это изменение энтальпии, когда 1 моль твердого кристалла образуется из его рассеянных газообразных ионов. Энтальпии образования решетки всегда отрицательны.

Примечание: Узнайте, какую из этих версий ваша программа, скорее всего, хочет, чтобы вы знали (даже если они просто называют это «энтальпией решетки»), и сконцентрируйтесь на этой версии, но помните о путанице!

Между прочим, если вы когда-нибудь не уверены, какая версия используется, вы можете сказать это по знаку обсуждаемого изменения энтальпии.Если, например, знак положительный, он должен относиться к разрыву связей и, следовательно, к энтальпии диссоциации решетки.



 

Факторы, влияющие на энтальпию решетки

Двумя основными факторами, влияющими на энтальпию решетки, являются заряды ионов и ионные радиусы (которые влияют на расстояние между ионами).

Заряды на ионах

Хлорид натрия и оксид магния имеют точно такое же расположение ионов в кристаллической решетке, но энтальпии решетки очень разные.


Примечание: На этой диаграмме и аналогичных диаграммах ниже меня не интересует, определяется ли энтальпия решетки как положительное или отрицательное число - меня просто интересуют их относительные размеры. Строго говоря, поскольку я не добавил знак к вертикальной оси, значения относятся к энтальпиям диссоциации решетки. Если вы предпочитаете энтальпии образования решетки, просто мысленно ставьте перед каждым числом отрицательный знак.


Вы можете видеть, что энтальпия решетки оксида магния намного больше, чем у хлорида натрия. Это потому, что в оксиде магния ионы 2+ притягивают ионы 2-; в хлориде натрия притяжение составляет только между ионами 1+ и 1-.

 

Радиус ионов

Энтальпия решетки оксида магния также увеличивается по сравнению с хлоридом натрия, потому что ионы магния меньше ионов натрия, а ионы оксидов меньше ионов хлорида.

Это означает, что ионы расположены ближе друг к другу в решетке, и это увеличивает силу притяжения.

Вы также можете увидеть влияние размера иона на энтальпию решетки, спускаясь по группе вниз в Периодической таблице.

Например, при переходе от фтора к йоду вниз по группе 7 Периодической таблицы можно ожидать, что энтальпии решетки их натриевых солей будут падать по мере увеличения количества отрицательных ионов - и это так:

Притяжение определяется расстоянием между центрами противоположно заряженных ионов, и это расстояние, очевидно, тем больше, чем больше отрицательный ион.

И вы можете увидеть точно такой же эффект, когда вы спускаетесь по группе 1. Следующая гистограмма показывает энтальпии решетки хлоридов группы 1.


Примечание: Чтобы избавить кого-либо от необходимости связываться со мной, чтобы указать на это, было бы не совсем справедливо включать хлорид цезия в этот список. Хлорид цезия имеет другое расположение ионов в кристалле, что мало влияет на энтальпию решетки.Эффект достаточно мал, чтобы фактически не повлиять на тренд.


 

Расчет энтальпии решетки

Невозможно измерить изменение энтальпии, начиная с твердого кристалла и конвертируя его в его рассеянные газообразные ионы. Еще труднее представить, как можно было бы сделать обратное - начать с рассеянных газообразных ионов и измерить изменение энтальпии, когда они преобразуются в твердый кристалл.

Вместо этого всегда необходимо рассчитывать энтальпии решетки, и это можно сделать двумя совершенно разными способами.

Вы можете использовать цикл закона Гесса (в данном случае называемый циклом Борна-Габера), включающий изменения энтальпии, которые можно измерить . Рассчитанные таким образом энтальпии решетки описываются как экспериментальные значения.

Или вы можете провести расчеты в стиле физики, выясняя, сколько энергии будет выделено, например, когда ионы, рассматриваемые как точечные заряды, объединяются, чтобы образовать решетку.Они описаны как теоретические значения. Фактически, в этом случае то, что вы фактически вычисляете, правильно описывается как энергия решетки .


Примечание: Если вы не уверены в циклах закона Гесса, вам следует перейти по этой ссылке перед тем, как продолжить. Essential .


Экспериментальные значения - циклы Борна-Габера

Стандартные энтальпии распыления

Прежде чем мы начнем говорить о циклах Борна-Габера, есть дополнительный термин, который нам нужно определить.То есть энтальпия распыления , ΔH ° a .

Стандартная энтальпия атомизации - это изменение энтальпии, когда 1 моль газообразных атомов образуется из элемента в его стандартном состоянии. Изменение энтальпии распыления всегда положительное.

Вам всегда придется подавать энергию, чтобы разбить элемент на отдельные газообразные атомы.

Все следующие уравнения представляют изменения, связанные с энтальпией распыления:

Обратите особое внимание на то, что «моль -1 » дается на моль образованных атомов, а НЕ на моль элемента, с которого вы начинаете.Довольно часто вам придется записывать дроби в левую часть уравнения. Сделать это неправильно - распространенная ошибка.

 

Циклы Борна-Габера

Я собираюсь начать с рисования цикла Борна-Габера для хлорида натрия, а затем тщательно его обсудить. Вы увидите, что я произвольно решил изобразить это для энтальпии образования решетки. Если бы вы хотели изобразить его для энтальпии диссоциации решетки, красная стрелка была бы перевернута - указывала вверх.

 

 

Сфокусируйтесь для начала на верхней из двух более толстых горизонтальных линий. Мы начинаем здесь с элементов натрия и хлора в их стандартных состояниях. Обратите внимание, что нам нужна только половина моля газообразного хлора, чтобы получить 1 моль NaCl.

Стрелка, направленная вниз от этой к нижней жирной линии, представляет изменение энтальпии образования хлорида натрия.

Цикл Борна-Габера теперь представляет собой образование хлорида натрия как происходящее в целом ряде небольших изменений, для большинства из которых мы знаем изменения энтальпии - за исключением, конечно, энтальпии решетки, которую мы хотим вычислить.

  • +107 - энтальпия распыления натрия. Мы должны произвести газообразные атомы, чтобы использовать следующую стадию цикла.

  • +496 - это первая энергия ионизации натрия. Помните, что первые энергии ионизации переходят от газовых атомов к газообразным однозарядным положительным ионам.

  • +122 - энтальпия распыления хлора. Опять же, мы должны произвести газообразные атомы, чтобы мы могли использовать следующую стадию цикла.

  • -349 - первое сродство к электрону хлора. Помните, что первое сродство к электрону передается от газообразных атомов к газообразным однозарядным отрицательным ионам.

  • И, наконец, у нас есть положительные и отрицательные газообразные ионы, которые мы можем преобразовать в твердый хлорид натрия, используя энтальпию образования решетки.


Примечание: Если вы забыли об энергиях ионизации или сродстве к электрону, перейдите по этим ссылкам, прежде чем продолжить.


Теперь мы можем использовать закон Гесса и найти два разных маршрута вокруг диаграммы, которые мы можем приравнять.

Как я нарисовал, два маршрута очевидны. Схема настроена так, чтобы между жирными линиями отображались два разных маршрута.

Итак, вот снова цикл с вычислением прямо под ним. . .

-411 = +107 + 496 + 122-349 + LE

LE = -411 - 107 - 496 - 122 + 349

LE = -787 кДж моль -1


Примечание: Обратите внимание, что в расчетах мы не делаем никаких предположений о знаке энтальпии решетки (несмотря на то, что он явно отрицательный, потому что стрелка указывает вниз).В первой строке расчета я только что написал «+ LE» и оставил это на усмотрение расчета, чтобы определить, что это отрицательный ответ.


Как бы это было по-другому, если бы вы изобразили на диаграмме энтальпию диссоциации решетки? (Возможно, потому, что это то, чего требует ваша программа.)

Теперь ваша диаграмма будет выглядеть так:

Единственное различие на диаграмме - это направление стрелки энтальпии решетки.Это, конечно, означает, что вам нужно найти два новых маршрута. Вы не можете использовать исходный, потому что это будет противоречить направлению стрелки энтальпии решетки.

На этот раз оба маршрута начнутся с элементов в их стандартных состояниях и закончатся у газообразных ионов.

–411 + LE = +107 + 496 + 122–349

LE = +107 + 496 + 122–349 + 411

LE = +787 кДж моль -1

И снова цикл сортирует за вас знак энтальпии решетки.


Примечание: Вы найдете больше примеров расчетов с использованием циклов Борна-Габера в моей книге расчетов по химии. Сюда входят и более сложные циклы с участием, например, оксидов.

Если вы сравните цифры в книге с приведенными выше цифрами для NaCl, вы обнаружите небольшие различия - основной причиной является сродство хлора к электрону, хотя есть и другие небольшие отличия. Не беспокойтесь об этом - значения в книге взяты из более старого источника данных.На экзамене вы просто будете использовать заданные вами значения, так что это не проблема.



Теоретические значения энергии решетки

Предположим, что соединение полностью ионное. Предположим также, что ионы являются точечными зарядами - другими словами, что заряд сосредоточен в центре иона. Выполняя вычисления в стиле физики, можно рассчитать теоретическое значение ожидаемой энергии решетки.

И нет - я не забываю об этом! Расчеты такого рода заканчиваются значениями энергии решетки , а не энтальпии решетки . Если вы знаете, как это сделать, вы можете довольно легко конвертировать между ними.

Существует несколько различных уравнений различной степени сложности для вычисления энергии решетки таким способом. От вас не ожидается, что вы сможете выполнять эти вычисления на этом уровне, но вы можете ожидать, что прокомментируете их результаты.

Есть две возможности:

  • Имеется разумное согласие между экспериментальным значением (рассчитанным по циклу Борна-Габера) и теоретическим значением.

    Хлорид натрия - вот такой случай: теоретические и экспериментальные значения совпадают с точностью до нескольких процентов. Это означает, что для хлорида натрия предположения о том, что твердое вещество является ионным, достаточно хороши.

  • Экспериментальные и теоретические значения не совпадают.

    Часто цитируемым примером этого является хлорид серебра AgCl. В зависимости от того, откуда вы берете данные, теоретическое значение энтальпии решетки для AgCl примерно на 50–150 кДж / моль -1 меньше значения, полученного по циклу Борна-Габера.

    Другими словами, рассмотрение AgCl как 100% ионного вещества значительно занижает его энтальпию решетки.

    Объяснение заключается в том, что хлорид серебра на самом деле имеет значительную ковалентную связь между серебром и хлором, потому что между ними недостаточно разницы в электроотрицательности, чтобы обеспечить полный перенос электрона от серебра к хлору.

Сравнение экспериментальных (цикл Борна-Габера) и теоретических значений энтальпии решетки - хороший способ оценить, насколько кристалл чисто ионный.


Примечание: Если вы забыли об электроотрицательности, возможно, вам стоит пересмотреть его сейчас, перейдя по этой ссылке.


 

Почему хлорид магния MgCl 2 ?

Этот раздел может выходить за рамки того, что требует ваша программа.Прежде чем тратить на это время, проверьте свою программу (а также, если возможно, прошлые экзаменационные работы), чтобы убедиться в этом.

Возникает вопрос, почему с энергетической точки зрения хлорид магния представляет собой MgCl 2 , а не MgCl или MgCl 3 (или любую другую формулу, которую вы можете выбрать).

Оказывается, MgCl 2 - это формула соединения, которое имеет наиболее отрицательное изменение энтальпии образования - другими словами, оно наиболее стабильно по отношению к элементам магнию и хлору.

Давайте посмотрим на это с точки зрения циклов Борна-Габера.

В циклах на этот раз мы заинтересованы в том, чтобы выяснить, каким будет изменение энтальпии образования для воображаемых соединений MgCl и MgCl 3 .

Это означает, что нам придется использовать теоретические значения энтальпий их решетки. Мы не можем использовать экспериментальные, потому что этих соединений явно не существует!

Я беру теоретические значения энтальпии решетки для этих соединений, которые я нашел в Интернете.Я не могу подтвердить это, но все другие значения, использованные этим источником, были точными. Точные значения в любом случае не имеют большого значения, потому что результаты очень четкие.

Мы начнем с соединения MgCl, потому что этот цикл точно такой же, как у NaCl, который мы уже рассмотрели.

 

Цикл Борна-Габера для MgCl

Найдите два пути вокруг этого, не встречая стрелок против течения. Это просто:

ΔH f = +148 + 738 + 122-349-753

ΔH f = -94 кДж моль -1

Таким образом, соединение MgCl определенно энергетически более стабильно, чем его элементы.

Я очень грубо нарисовал этот цикл в масштабе, но он будет становиться все труднее и труднее, когда мы рассмотрим две другие возможные формулы. Итак, я собираюсь переписать его в виде таблицы.

Из диаграммы видно, что изменение энтальпии образования можно найти, просто сложив все другие числа в цикле, и мы можем сделать это точно так же в таблице.

кДж
энтальпия распыления Mg +148
1-й IE Mg +738

00 900 Энтальпия атомизации 9322012219

сродство к электрону Cl -349
энтальпия решетки -753
расчетное ΔH f -94
 

Цикл Борна-Габера для MgCl 2

Уравнение изменения энтальпии образования на этот раз:

Так как это меняет числа в цикле Борна-Габера?

  • Вам нужно добавить вторую энергию ионизации магния, потому что вы получаете ион 2+.

  • Вам нужно умножить энтальпию распыления хлора на 2, потому что вам нужно 2 моля газообразных атомов хлора.

  • Вам нужно умножить сродство хлора к электрону на 2, потому что вы получаете 2 моля хлорид-ионов.

  • Очевидно, вам нужно другое значение энтальпии решетки.

рассчитано ΔH f
кДж
энтальпия распыления Mg +148
1-й ИЭ Mg +738
2-й ИЭ

19900
энтальпия атомизации Cl (x 2) +244
сродство к электрону Cl (x 2) -698
энтальпия решетки -253
-643

Вы можете видеть, что при производстве MgCl 2 выделяется гораздо больше энергии, чем при производстве MgCl.Это почему?

Вам нужно вложить больше энергии, чтобы ионизировать магний и получить ион 2+, но гораздо больше энергии выделяется в виде энтальпии решетки. Это потому, что ионное притяжение между ионами 1- и 2+ сильнее, чем между ионами 1- и 1+ в MgCl.

Так что насчет MgCl 3 ? Энергия решетки здесь была бы еще больше.

 

Цикл Борна-Габера для MgCl 3

Уравнение изменения энтальпии образования на этот раз:

Так как же это изменит числа в цикле Борна-Габера на этот раз?

  • Вам нужно добавить третью энергию ионизации магния, потому что вы получаете ион 3+.

  • Вам нужно умножить энтальпию распыления хлора на 3, потому что вам нужно 3 моля газообразных атомов хлора.

  • Вам нужно умножить сродство хлора к электрону на 3, потому что вы получаете 3 моля хлорид-ионов.

  • Вам снова нужно другое значение энтальпии решетки.

кДж
энтальпия распыления Mg +148
1-й ИЭ Mg +738
2-й ИЭ

19 900 + 2
3-й ИЭ Mg +7733
энтальпия атомизации Cl (x 3) +366
сродство к электрону Cl (x 3) -1047
энтальпия решетки -5440
расчетная ΔH f +3949

На этот раз соединение чрезвычайно энергетически нестабильно как по отношению к его элементам, так и по отношению к другим соединениям, которые могут образоваться.Чтобы получить 1 моль MgCl 3 , вам потребуется около 4000 кДж!

Посмотрите внимательно на причину этого. Энтальпия решетки является самой высокой для всех этих возможных соединений, но она недостаточно высока, чтобы компенсировать очень большую третью энергию ионизации магния.

Почему третья энергия ионизации такая большая? Первые два электрона, которые нужно удалить из магния, приходят с уровня 3s. Третий идет от 2п. Он находится ближе к ядру, и ему также не хватает экранирующего слоя - и для его удаления требуется гораздо больше энергии.

3s-электроны экранированы от ядра электронами 1-го и 2-го уровней. Электроны 2p экранируются только уровнем 1 (плюс небольшая помощь со стороны 2s электронов).

 

Заключение

Хлорид магния - это MgCl 2 , потому что это комбинация магния и хлора, которая дает наиболее энергетически стабильное соединение - соединение с наиболее отрицательным изменением энтальпии образования.

 
 

Куда бы вы сейчас хотели пойти?

В меню химической энергетики.. .

В меню «Физическая химия». . .

В главное меню. . .

 

© Джим Кларк, 2010 (изменено в июле 2013 г.)

.

Калькулятор определения энергии решетки, тренда, формул и энергии решетки

Определение энергии решетки

Ионные соединения более стабильны из-за их электростатической силы между двумя противоположными ионами. После образования ионов они объединяются в ионное соединение. Энергия, выделяемая в этом процессе, известна как энергия решетки или энтальпия решетки. Это означает, что энергия, выделяемая при объединении катиона и аниона вместе с образованием одного моля ионного соединения, известна как энергия решетки или энтальпия решетки.Таким образом, мы можем написать

A + + B - → A + B - + Энергия решетки

Факторы, влияющие на энергию решетки

Прочность ионной связи увеличивается с увеличением энергии решетки. А энергия решетки зависит от двух факторов: размера или радиуса ионов и заряда ионов.

а) Радиус ионов

С увеличением радиуса ионов энергия решетки уменьшается. Ниже представлен график энергии решетки галогенида лития.По мере того как размер галогенида увеличивается вниз по группе, энергия решетки уменьшается.

Это связано с тем, что с увеличением размера ионов расстояние между их ядрами увеличивается. Таким образом, притяжение между ними уменьшается и, в конечном итоге, во время процесса выделяется меньше энергии решетки.

б) Заряд ионов

Энергия решетки увеличивается с увеличением заряда ионов из-за их большей силы притяжения между ними. Таким образом, ионы +2 или -2 будут выделять больше энергии решетки, чем ионы +1 или -1.

Здесь мы видим, что энергия решетки MgO намного больше, чем энергия решетки NaCl.

Расчет энергии решетки

Расчет энергии решетки может быть выполнен с использованием закона Гесса (в данном случае он называется циклом Борна-Габера). Согласно этому закону изменение энергии одинаково для конкретной реакции независимо от того, протекает ли реакция в одну или несколько стадий. Таким образом, полная энергия, необходимая для образования ионного соединения из его элементов, будет одинаковой независимо от того, произошло ли это за несколько шагов или за один шаг.Например, твердый газообразный натрий и хлор реагируют с образованием кристалла хлорида натрия. Изменение энергии будет одинаковым вне зависимости от того, будет ли оно происходить в несколько шагов или в один шаг. Ниже представлен цикл Борнхабера для образования кристалла хлорида натрия.

Здесь образование хлорида натрия происходит в несколько этапов:

Шаг 1:

Первый этап включал образование атома натрия в газообразном состоянии из его стандартного твердого натрия.

Na (с) → Na (г) ΔH атом = +107 кДж / моль

Это известно как распыление, а изменение энергии во время этого процесса известно как энергия распыления.Изменение энергии, необходимое для получения 1 моля газообразного атома из его стандартного состояния, известно как энергия атомизации. Энергия распыления для этой стадии составляет +107 кДж / моль.

Шаг 2:

Второй этап включал диссоциацию молекулы хлора с образованием атомов хлора в газообразном состоянии. Энергия диссоциации энергии связи составляет +122 кДж / моль.

1 / 2Cl 2 (г) → Cl (г) ΔH BE = +122 кДж / моль

Шаг 3:

Третий этап включал ионизацию натрия в газообразном состоянии для получения положительно заряженного иона натрия за счет потери электрона.Энергия ионизации для этой стадии составляет +494 кДж / моль.

Na (г) → Na + (г) + e - ΔH IE1 = +494 кДж / моль

Шаг 4:

Четвертый шаг - добавление электрона к атому хлора для получения отрицательно заряженного хлорид-иона в газообразном состоянии. Электрон, высвобождаемый для этого процесса, представляет собой сродство к электрону, и для этого оно составляет -349 кДж / моль.

Cl (г) + e - → Cl - (г) ΔH EA1 = -349 кДж / моль

Шаг 5:

Пятый и последний этап - образование хлорида натрия из газообразных ионов.Энергия решетки, выделяемая в этом процессе, должна быть отрицательной и ее необходимо рассчитать.

Na + (г) + Cl - (г) → NaCl (т) ΔH LE = -? кДж / моль

Теплота образования для всей реакции, если она происходит в одну стадию, составляет -411 кДж / моль.

Na (с) + 1 / 2Cl 2 (г) → NaCl (с) ΔH f = -411 кДж / моль

Согласно закону Гесса

ΔH f = ΔH атом + ΔH BE + ΔH IE1 + ΔH EA1 + ΔH LE

⇒ -411 = 107 + 122 + 494-349 + ΔH LE

⇒ ΔH LE = -785 кДж / моль

Итак, энергия решетки хлорида натрия составляет -785 кДж / моль.Аналогичным образом может быть рассчитана энергия решетки любого ионного соединения.

4,56 / 5 (27).{a-} (g) \ rightarrow M_ {a} L_ {b} (s)} \]

выделенная энергия называется энергией кристаллизации (\ (E_ {hibited} \)). Следовательно,

\ [U_ {решетка} = - E_ {Cryst} \]

Значения энергии решетки для различных твердых тел приводились в литературе, особенно для некоторых обычных твердых тел. Некоторые приведены здесь.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Сравнение энергий решетки (U в кДж / моль) некоторых солей
Цельный U Цельный U Цельный U Цельный U
LiF 1036 LiCl 853 LiBr 807 LiI 757
NaF 923 NaCl 786 NaBr 747 NaI 704
KF 821 KCl 715 KBr 682 КИ 649
MgF 2 2957 MgCl 2 2526 MgBr 2 2440 MgI 2 2327

С первого взгляда на данные в таблице \ (\ PageIndex {1} \) очевидны следующие тенденции:

  • По мере увеличения ионных радиусов катиона или аниона энергии решетки уменьшаются.
  • Твердые тела состоят из двухвалентных ионов и имеют гораздо большую энергию решетки, чем твердые тела с одновалентными ионами.

Как оценивается энергия решетки с помощью цикла Борна-Габера?

Оценка энергии решетки с использованием цикла Борна-Габера обсуждалась в Ionic Solids. Для быстрого обзора ниже приводится пример, иллюстрирующий оценку энергии кристаллизации NaCl.

Hsub Na = 108 кДж / моль (теплота сублимации)
D Cl2 = 244 (энергия диссоциации связи)
IP Na (г) = 496 (потенциал или энергия ионизации)
EA Cl (г) = -349 (Сродство к электрону Cl)
Hf NaCl = -411 (Энтальпия образования)

Цикл Борна-Габера для оценки решетки E показан ниже:

 ----------- Na  +  + Cl (г) -------- | | | -349  |  496 + 244/2  ¯ | Na  +  (г) + Cl - (г) | | Na (г) + 0.5Cl  2  (г) | | |  108  | | |  E  крист  = -788  Na (т) + 0,5Cl  2  (л) | | | |  -411  | ¯ ¯ -------------- NaCl (ы) -------------- 

E крист = -411- (108 + 496 + 244/2) - (- 349) кДж / моль
= -788 кДж / моль.

Обсуждение
Значение, вычисленное для U , зависит от используемых данных. Данные из разных источников немного отличаются, как и результат. Энергия решетки NaCl, наиболее часто цитируемая в других текстах, составляет около 765 кДж / моль.

Сравните с методом, показанным ниже

Na (тв) + 0,5 Cl 2 (л) ® NaCl (тв) –411 H f
Na (г) ® Na (т) –108 - H переходник
Na + (г) + e ® Na (г) –496 - IP
Cl (г) ® 0.5 Cl 2 (г) - 0,5 * 244 -0,5 * Д
Cl - (г) ® Cl (г) + 2 e 349 - EA
Сложите все приведенные выше уравнения, получив
Na + (г) + Cl - (г) ® NaCl (тв) -788 кДж / моль = E крист.

Энергия решетки связана со структурой кристалла

Есть много других факторов, которые необходимо учитывать, например, ковалентный характер и электрон-электронные взаимодействия в ионных твердых телах.Но для простоты давайте рассмотрим ионные твердые тела как совокупность положительных и отрицательных ионов. С этой простой точки зрения соответствующее количество катионов и анионов объединяются, чтобы сформировать твердое тело. Положительные ионы испытывают притяжение и отталкивание от ионов противоположного заряда и ионов того же заряда.

В качестве примера рассмотрим кристалл NaCl. В нижеследующем обсуждении предположим, что r - это расстояние между ионами Na + и Cl -. Ближайшими соседями Na + являются 6 ионов Cl - на расстоянии 1 r , 12 ионов Na + на расстоянии 2 r , 8 Cl - на расстоянии 3 r , 6 Na + при 4 r , 24 Na + при 5 r и т. Д.{-19} \; С \)),

  • \ (4 \ pi \ epsilon_o \) равно 1,11265x10 -10 C 2 / (Дж · м).
  • Приведенное выше обсуждение справедливо только для структурного типа хлорида натрия (также называемого каменной солью). Это геометрический фактор, зависящий от расположения ионов в твердом теле. Константа Маделунга зависит от типа конструкции, и ее значения для нескольких структурных типов приведены в таблице 6.13.1.

    A - это количество анионов, координированных с катионом, а C - это количество катионов, координированных с анионом.

    Таблица 6.13.1: Константы Маделунга
    Соединение Кристаллическая решетка M А: С Тип
    NaCl NaCl 1.74756 6: 6 Каменная соль
    CsCl CsCl 1.76267 6: 6 CsCl типа
    CaF 2 Кубический 2,51939 8: 4 Флюорит
    CdCl 2 Шестиугольник 2,244
    MgF 2 Тетрагональный 2.381
    ZnS (вюрцит) Шестиугольник 1.64132
    TiO 2 (рутил) Тетрагональный 2.408 6: 3
    .

    MCQ энергетической ценности решетки - вопросы и ответы викторины

    Энергетическая ценность решетки MCQs, ответы на викторину в формате pdf для изучения онлайн-курса по химии уровня A. Изучите вопросы и ответы с множественным выбором энергии решетки (MCQ), вопросы викторины "Энергия решетки" и ответы для онлайн-курсов колледжа. Изучите значение энергии решетки, ионную поляризацию, атомизацию и подготовку к тесту на сродство к электрону для онлайн-колледжа для получения степени преподавателя.

    «Отношение энергии решетки фторида лития к оксиду магния» - это вопросы с множественным выбором (MCQ) по значению энергии решетки с вариантами меньшее, большее, такое же и никогда не известное для онлайн-курсов колледжа.Практический тест на получение стипендии, вопросы викторины по энергетической ценности онлайн-обучения для конкурсных экзаменов по специальностям химия для аккредитованных онлайн-колледжей.

    MCQ: энергия решетки фторида лития для оксида магния составляет

    1. меньший
    2. больше
    3. то же
    4. никогда не знал

    MCQ: значение энергии решетки зависит от

    1. размер только ионов
    2. заряд только ионов
    3. Масса ионов
    4. размер и заряд ионов

    MCQ: энергия решетки становится более экзотермической, если размер иона

    1. увеличено
    2. пониженный
    3. уменьшено
    4. конюшня

    MCQ: с увеличением размера иона энергия решетки составит

    .
    1. менее экзотермический
    2. более экзотермический
    3. конюшня
    4. постоянная

    MCQ: Слабые электростатические силы притяжения в ионной решетке связаны с

    1. меньшая плотность заряда
    2. выше плотность заряда
    3. плотность нейтрального заряда
    4. отмена начисления
    .

    Смотрите также

    На кухне - сборник простых кулинарных рецептов на любой вкус! Карта сайта, XML.