Kalkulator energetske rešetke

Uvod

Kalkulator energetske rešetke je osnovni alat u fizičkoj hemiji i nauci o materijalima za određivanje snage ionskih veza u kristalnim strukturama. Energetska rešetka predstavlja energiju oslobođenu kada se gasni joni kombinuju da formiraju čvrsti ionski spoj, pružajući ključne uvide u stabilnost, rastvorljivost i reaktivnost spoja. Ovaj kalkulator implementira Born-Landéovu jednačinu za tačno izračunavanje energetske rešetke na osnovu naelektrisanja jona, ionskih poluprečnika i Bornovog eksponenta, čineći složene kristalografske proračune dostupnim studentima, istraživačima i profesionalcima u industriji.

Razumevanje energetske rešetke je od suštinskog značaja za predviđanje i objašnjavanje različitih hemijskih i fizičkih svojstava ionskih spojeva. Veće vrednosti energetske rešetke (više negativne) ukazuju na jače ionske veze, što obično rezultira višim tačkama topljenja, nižom rastvorljivošću i većom tvrdoćom. Pružajući jednostavan način za izračunavanje ovih vrednosti, naš alat pomaže u povezivanju teorijske kristalografije i praktičnih primena u dizajnu materijala, razvoju farmaceutskih proizvoda i hemijskom inženjerstvu.

Šta je energetska rešetka?

Energetska rešetka definiše se kao energija oslobođena kada se odvojeni gasni joni okupe da formiraju čvrsti ionski spoj. Matematički, predstavlja promenu energije u sledećem procesu:

$M^{n+}(g) + X^{n-}(g) \rightarrow MX(s)$

Gde:

• $M^{n+}$ predstavlja metalni katjon sa naelektrisanjem n+
• $X^{n-}$ predstavlja nemetalski anjon sa naelektrisanjem n-
• $MX$ predstavlja rezultantni ionski spoj

Energetska rešetka je uvek negativna (eksotermna), što ukazuje da se energija oslobađa tokom formiranja ionske rešetke. Magnituda energetske rešetke zavisi od nekoliko faktora:

1. Naelektrisanja jona: Veća naelektrisanja dovode do jačih elektrostatickih privlačenja i viših energetskih rešetki.
2. Veličine jona: Manji joni stvaraju jače privlačenje zbog kraćih međujonskih razdaljina.
3. Kristalna struktura: Različite rasporede jona utiču na Madelungovu konstantu i ukupnu energetsku rešetku.

Born-Landéova jednačina, koju koristi naš kalkulator, uzima u obzir ove faktore kako bi pružila tačne vrednosti energetske rešetke.

Born-Landéova jednačina

Born-Landéova jednačina je primarna formula koja se koristi za izračunavanje energetske rešetke:

$U = -\frac{N_0 A |z_1 z_2| e^2}{4\pi\varepsilon_0 r_0} \left(1-\frac{1}{n}\right)$

Gde:

• $U$ = Energetska rešetka (kJ/mol)
• $N_0$ = Avogadrova konstanta (6.022 × 10²³ mol⁻¹)
• $A$ = Madelungova konstanta (zavisi od kristalne strukture, 1.7476 za NaCl strukturu)
• $z_1$ = Naelektrisanje katjona
• $z_2$ = Naelektrisanje anjona
• $e$ = Elementarno naelektrisanje (1.602 × 10⁻¹⁹ C)
• $\varepsilon_0$ = Permitivnost vakuuma (8.854 × 10⁻¹² F/m)
• $r_0$ = Međujonska razdaljina (zbir ionskih poluprečnika u metrima)
• $n$ = Bornov eksponent (obično između 5-12, povezan sa kompresibilnošću čvrstog)

Jednačina uzima u obzir i privlačne sile između jona suprotnih naelektrisanja i odbijajuće sile koje se javljaju kada se elektronski oblaci počnu preklapati.

Proračun međujonske razdaljine

Međujonska razdaljina ($r_0$) se izračunava kao zbir poluprečnika katjona i anjona:

$r_0 = r_{katjon} + r_{anjon}$

Gde:

• $r_{katjon}$ = Poluprečnik katjona u pikometrima (pm)
• $r_{anjon}$ = Poluprečnik anjona u pikometrima (pm)

Ova razdaljina je ključna za tačne proračune energetske rešetke, jer je elektrostatčko privlačenje između jona obrnuto proporcionalno ovoj razdaljini.

Kako koristiti kalkulator energetske rešetke

Naš kalkulator energetske rešetke pruža jednostavno sučelje za izvođenje složenih proračuna. Pratite ove korake da izračunate energetsku rešetku ionskog spoja:

1. Unesite naelektrisanje katjona (pozitivni ceo broj, npr. 1 za Na⁺, 2 za Mg²⁺)
2. Unesite naelektrisanje anjona (negativni ceo broj, npr. -1 za Cl⁻, -2 za O²⁻)
3. Unesite poluprečnik katjona u pikometrima (pm)
4. Unesite poluprečnik anjona u pikometrima (pm)
5. Specifikujte Bornov eksponent (obično između 5-12, sa 9 kao uobičajenom vrednošću za mnoge spojeve)
6. Pogledajte rezultate koji prikazuju i međujonsku razdaljinu i izračunatu energetsku rešetku

Kalkulator automatski validira vaše unose kako bi osigurao da su u fizički smislenim opsezima:

• Naelektrisanje katjona mora biti pozitivan ceo broj
• Naelektrisanje anjona mora biti negativan ceo broj
• Oba ionska poluprečnika moraju biti pozitivne vrednosti
• Bornov eksponent mora biti pozitivan

Primer korak po korak

Izračunajmo energetsku rešetku natrijum hlorida (NaCl):

1. Unesite naelektrisanje katjona: 1 (za Na⁺)
2. Unesite naelektrisanje anjona: -1 (za Cl⁻)
3. Unesite poluprečnik katjona: 102 pm (za Na⁺)
4. Unesite poluprečnik anjona: 181 pm (za Cl⁻)
5. Specifikujte Bornov eksponent: 9 (tipična vrednost za NaCl)

Kalkulator će odrediti:

• Međujonska razdaljina: 102 pm + 181 pm = 283 pm
• Energetska rešetka: otprilike -787 kJ/mol

Ova negativna vrednost ukazuje da se energija oslobađa kada se natrijumovi i hloridni joni kombinuju da formiraju čvrsti NaCl, potvrđujući stabilnost spoja.

Uobičajeni ionski poluprečnici i Bornovi eksponenti

Da biste efikasno koristili kalkulator, evo uobičajenih ionskih poluprečnika i Bornovih eksponenata za često susretane jone:

Poluprečnici katjona (u pikometrima)

Poluprečnici anjona (u pikometrima)

Tipični Bornovi eksponenti

Ove vrednosti mogu se koristiti kao polazne tačke za vaša proračuna, iako se mogu malo razlikovati u zavisnosti od specifičnog izvora.

Upotrebe za proračune energetske rešetke

Proračuni energetske rešetke imaju brojne primene u hemiji, nauci o materijalima i srodnim oblastima:

1. Predviđanje fizičkih svojstava

Energetska rešetka direktno korelira sa nekoliko fizičkih svojstava:

• Tačke topljenja i ključanja: Spojevi sa višim energetskim rešetkama obično imaju više tačke topljenja i ključanja zbog jačih ionskih veza.
• Tvrdoća: Više energetske rešetke obično rezultira čvršćim kristalima koji su otporniji na deformacije.
• Rastvorljivost: Spojevi sa višim energetskim rešetkama obično su manje rastvorljivi u vodi, jer energija potrebna za razdvajanje jona premašuje energiju hidratacije.

Na primer, poređenje MgO (energetska rešetka ≈ -3795 kJ/mol) sa NaCl (energetska rešetka ≈ -787 kJ/mol) objašnjava zašto MgO ima mnogo višu tačku topljenja (2852°C naspram 801°C za NaCl).

2. Razumevanje hemijske reaktivnosti

Energetska rešetka pomaže u objašnjavanju:

• Ponašanja kiselina i baza: Snaga oksida kao baza ili kiselina može se povezati sa njihovim energetskim rešetkama.
• Termalne stabilnosti: Spojevi sa višim energetskim rešetkama obično su termički stabilniji.
• Energetike reakcija: Energetska rešetka je ključna komponenta u Born-Haberovim ciklusima koji se koriste za analizu energetike formiranja ionskog spoja.

3. Dizajn i inženjering materijala

Istraživači koriste proračune energetske rešetke za:

• Dizajniranje novih materijala sa specifičnim svojstvima
• Optimizaciju kristalnih struktura za određene primene
• Predviđanje stabilnosti novih spojeva pre sinteze
• Razvoj efikasnijih katalizatora i materijala za skladištenje energije

4. Farmaceutske primene

U farmaceutskoj nauci, proračuni energetske rešetke pomažu:

• Predviđanju rastvorljivosti leka i bioraspoloživosti
• Razumevanju polimorfizma u kristalima lekova
• Dizajniranju soli aktivnih farmaceutskih sastojaka sa optimalnim svojstvima
• Razvoju stabilnijih formulacija leka

5. Obrazovne primene

Kalkulator energetske rešetke služi kao odličan obrazovni alat za:

• Učenje o konceptima ionskog vezivanja
• Prikazivanje odnosa između strukture i svojstava
• Ilustrovanje principa elektrostatike u hemiji
• Pružanje praktičnog iskustva sa termodinamičkim proračunima

Alternativne metode za Born-Landéovu jednačinu

Iako se Born-Landéova jednačina široko koristi, postoje alternativni pristupi za izračunavanje energetske rešetke:

1. Kapustinski jednačina: P pojednostavljen pristup koji ne zahteva poznavanje kristalne strukture: $U = -\frac{1.07 \times 10^5 \times |z_1 z_2| \times \nu}{r_0} \left(1-\frac{0.345}{r_0}\right)$ Gde je ν broj jona u formuli jedinici.

2. Born-Mayerova jednačina: Modifikacija Born-Landéove jednačine koja uključuje dodatni parametar za uzimanje u obzir odbijajućih sila.

3. Eksperimentalno određivanje: Koristeći Born-Haberove cikluse za izračunavanje energetske rešetke iz eksperimentalnih termodinamičkih podataka.

4. Računarske metode: Savremeni kvantno-mehanički proračuni mogu pružiti visoko tačne energetske rešetke za složene strukture.

Svaka metoda ima svoje prednosti i ograničenja, pri čemu Born-Landéova jednačina nudi dobar balans između tačnosti i računarske jednostavnosti za većinu uobičajenih ionskih spojeva.

Istorija koncepta energetske rešetke

Koncept energetske rešetke značajno se razvio tokom prošlog veka:

• 1916-1918: Maks Born i Alfred Landé razvili su prvi teorijski okvir za izračunavanje energetske rešetke, uvodeći ono što će postati poznato kao Born-Landéova jednačina.

• 1920-ih: Born-Haberov ciklus je razvijen, pružajući eksperimentalni pristup određivanju energetskih rešetki kroz termokemijska merenja.

• 1933: Rad Fritza Londona i Valtera Hajtlera o kvantnoj mehanici pružio je dublje uvide u prirodu ionskog vezivanja i poboljšao teorijsko razumevanje energetske rešetke.

• 1950-ih-1960-ih: Poboljšanja u rendgenskoj kristalografiji omogućila su tačnije određivanje kristalnih struktura i međujonskih razdaljina, poboljšavajući preciznost proračuna energetske rešetke.

• 1970-ih-1980-ih: Računarske metode počele su da se pojavljuju, omogućavajući proračune energetske rešetke za sve složenije strukture.

• Danas: Napredne kvantno-mehaničke metode i simulacije molekularne dinamike pružaju visoko tačne vrednosti energetske rešetke, dok pojednostavljeni kalkulatori poput našeg čine ove proračune dostupnim širem auditorijumu.

Razvoj koncepta energetske rešetke bio je ključan za napredak u nauci o materijalima, hemiji čvrstih tela i inženjeringu kristala.

Primeri koda za izračunavanje energetske rešetke

Evo implementacija Born-Landéove jednačine na različitim programskim jezicima:

1import math
2
3def calculate_lattice_energy(cation_charge, anion_charge, cation_radius, anion_radius, born_exponent):
4    # Konstantne vrednosti
5    AVOGADRO_NUMBER = 6.022e23  # mol^-1
6    MADELUNG_CONSTANT = 1.7476  # za NaCl strukturu
7    ELECTRON_CHARGE = 1.602e-19  # C
8    VACUUM_PERMITTIVITY = 8.854e-12  # F/m
9    
10    # Pretvorite poluprečnike iz pikometara u metre
11    cation_radius_m = cation_radius * 1e-12
12    anion_radius_m = anion_radius * 1e-12
13    
14    # Izračunajte međujonsku razdaljinu
15    interionic_distance = cation_radius_m + anion_radius_m
16    
17    # Izračunajte energetsku rešetku u J/mol
18    lattice_energy = -(AVOGADRO_NUMBER * MADELUNG_CONSTANT * 
19                      abs(cation_charge * anion_charge) * ELECTRON_CHARGE**2 / 
20                      (4 * math.pi * VACUUM_PERMITTIVITY * interionic_distance) * 
21                      (1 - 1/born_exponent))
22    
23    # Pretvorite u kJ/mol
24    return lattice_energy / 1000
25
26# Primer: Izračunajte energetsku rešetku za NaCl
27energy = calculate_lattice_energy(1, -1, 102, 181, 9)
28print(f"Energetska rešetka NaCl: {energy:.2f} kJ/mol")
29

1function calculateLatticeEnergy(cationCharge, anionCharge, cationRadius, anionRadius, bornExponent) {
2  // Konstantne vrednosti
3  const AVOGADRO_NUMBER = 6.022e23; // mol^-1
4  const MADELUNG_CONSTANT = 1.7476; // za NaCl strukturu
5  const ELECTRON_CHARGE = 1.602e-19; // C
6  const VACUUM_PERMITTIVITY = 8.854e-12; // F/m
7  
8  // Pretvorite poluprečnike iz pikometara u metre
9  const cationRadiusM = cationRadius * 1e-12;
10  const anionRadiusM = anionRadius * 1e-12;
11  
12  // Izračunajte međujonsku razdaljinu
13  const interionicDistance = cationRadiusM + anionRadiusM;
14  
15  // Izračunajte energetsku rešetku u J/mol
16  const latticeEnergy = -(AVOGADRO_NUMBER * MADELUNG_CONSTANT * 
17                        Math.abs(cationCharge * anionCharge) * Math.pow(ELECTRON_CHARGE, 2) / 
18                        (4 * Math.PI * VACUUM_PERMITTIVITY * interionicDistance) * 
19                        (1 - 1/bornExponent));
20  
21  // Pretvorite u kJ/mol
22  return latticeEnergy / 1000;
23}
24
25// Primer: Izračunajte energetsku rešetku za MgO
26const energy = calculateLatticeEnergy(2, -2, 72, 140, 9);
27console.log(`Energetska rešetka MgO: ${energy.toFixed(2)} kJ/mol`);
28

1public class LatticeEnergyCalculator {
2    // Konstantne vrednosti
3    private static final double AVOGADRO_NUMBER = 6.022e23; // mol^-1
4    private static final double MADELUNG_CONSTANT = 1.7476; // za NaCl strukturu
5    private static final double ELECTRON_CHARGE = 1.602e-19; // C
6    private static final double VACUUM_PERMITTIVITY = 8.854e-12; // F/m
7    
8    public static double calculateLatticeEnergy(int cationCharge, int anionCharge, 
9                                               double cationRadius, double anionRadius, 
10                                               double bornExponent) {
11        // Pretvorite poluprečnike iz pikometara u metre
12        double cationRadiusM = cationRadius * 1e-12;
13        double anionRadiusM = anionRadius * 1e-12;
14        
15        // Izračunajte međujonsku razdaljinu
16        double interionicDistance = cationRadiusM + anionRadiusM;
17        
18        // Izračunajte energetsku rešetku u J/mol
19        double latticeEnergy = -(AVOGADRO_NUMBER * MADELUNG_CONSTANT * 
20                              Math.abs(cationCharge * anionCharge) * Math.pow(ELECTRON_CHARGE, 2) / 
21                              (4 * Math.PI * VACUUM_PERMITTIVITY * interionicDistance) * 
22                              (1 - 1/bornExponent));
23        
24        // Pretvorite u kJ/mol
25        return latticeEnergy / 1000;
26    }
27    
28    public static void main(String[] args) {
29        // Primer: Izračunajte energetsku rešetku za CaO
30        double energy = calculateLatticeEnergy(2, -2, 100, 140, 9);
31        System.out.printf("Energetska rešetka CaO: %.2f kJ/mol%n", energy);
32    }
33}
34

1' Excel VBA funkcija za izračunavanje energetske rešetke
2Function LatticeEnergy(cationCharge As Double, anionCharge As Double, _
3                      cationRadius As Double, anionRadius As Double, _
4                      bornExponent As Double) As Double
5    ' Konstantne vrednosti
6    Const AVOGADRO_NUMBER As Double = 6.022E+23 ' mol^-1
7    Const MADELUNG_CONSTANT As Double = 1.7476 ' za NaCl strukturu
8    Const ELECTRON_CHARGE As Double = 1.602E-19 ' C
9    Const VACUUM_PERMITTIVITY As Double = 8.854E-12 ' F/m
10    
11    ' Pretvorite poluprečnike iz pikometara u metre
12    Dim cationRadiusM As Double: cationRadiusM = cationRadius * 1E-12
13    Dim anionRadiusM As Double: anionRadiusM = anionRadius * 1E-12
14    
15    ' Izračunajte međujonsku razdaljinu
16    Dim interionicDistance As Double: interionicDistance = cationRadiusM + anionRadiusM
17    
18    ' Izračunajte energetsku rešetku u J/mol
19    Dim energyInJ As Double
20    energyInJ = -(AVOGADRO_NUMBER * MADELUNG_CONSTANT * _
21                Abs(cationCharge * anionCharge) * ELECTRON_CHARGE ^ 2 / _
22                (4 * Application.WorksheetFunction.Pi() * VACUUM_PERMITTIVITY * interionicDistance) * _
23                (1 - 1 / bornExponent))
24    
25    ' Pretvorite u kJ/mol
26    LatticeEnergy = energyInJ / 1000
27End Function
28' Upotreba:
29' =LatticeEnergy(1, -1, 102, 181, 9)
30

1#include <iostream>
2#include <cmath>
3
4// Izračunajte energetsku rešetku koristeći Born-Landéovu jednačinu
5double calculateLatticeEnergy(int cationCharge, int anionCharge, 
6                             double cationRadius, double anionRadius, 
7                             double bornExponent) {
8    // Konstantne vrednosti
9    const double AVOGADRO_NUMBER = 6.022e23; // mol^-1
10    const double MADELUNG_CONSTANT = 1.7476; // za NaCl strukturu
11    const double ELECTRON_CHARGE = 1.602e-19; // C
12    const double VACUUM_PERMITTIVITY = 8.854e-12; // F/m
13    const double PI = 3.14159265358979323846;
14    
15    // Pretvorite poluprečnike iz pikometara u metre
16    double cationRadiusM = cationRadius * 1e-12;
17    double anionRadiusM = anionRadius * 1e-12;
18    
19    // Izračunajte međujonsku razdaljinu
20    double interionicDistance = cationRadiusM + anionRadiusM;
21    
22    // Izračunajte energetsku rešetku u J/mol
23    double latticeEnergy = -(AVOGADRO_NUMBER * MADELUNG_CONSTANT * 
24                          std::abs(cationCharge * anionCharge) * std::pow(ELECTRON_CHARGE, 2) / 
25                          (4 * PI * VACUUM_PERMITTIVITY * interionicDistance) * 
26                          (1 - 1/bornExponent));
27    
28    // Pretvorite u kJ/mol
29    return latticeEnergy / 1000;
30}
31
32int main() {
33    // Primer: Izračunajte energetsku rešetku za LiF
34    double energy = calculateLatticeEnergy(1, -1, 76, 133, 7);
35    std::cout << "Energetska rešetka LiF: " << std::fixed << std::setprecision(2) 
36              << energy << " kJ/mol" << std::endl;
37    
38    return 0;
39}
40

Često postavljana pitanja

Šta je energetska rešetka i zašto je važna?

Energetska rešetka je energija oslobođena kada se gasni joni kombinuju da formiraju čvrsti ionski spoj. Važna je jer pruža uvide u stabilnost spoja, tačke topljenja, rastvorljivost i reaktivnost. Veće energetske rešetke (više negativne vrednosti) ukazuju na jače ionske veze i obično rezultiraju spojevima sa višim tačkama topljenja, nižom rastvorljivošću i većom tvrdoćom.

Da li je energetska rešetka uvek negativna?

Da, energetska rešetka je uvek negativna (eksotermna) kada se definiše kao energija oslobođena tokom formiranja ionskog čvrstog tela iz gasnih jona. Neki udžbenici je definišu kao energiju potrebnu za razdvajanje ionskog čvrstog tela u gasne jone, u tom slučaju bi bila pozitivna (endotermna). Naš kalkulator koristi konvencionalnu definiciju gde je energetska rešetka negativna.

Kako veličina jona utiče na energetsku rešetku?

Veličina jona ima značajnu obrnuto proporcionalnu vezu sa energetskom rešetkom. Manji joni stvaraju jače elektrostaticke privlačenja jer se mogu približiti jedni drugima, što rezultira kraćim međujonskim razdaljinama. Pošto je energetska rešetka obrnuto proporcionalna međujonskoj razdaljini, spojevi sa manjim jonima obično imaju veće energetske rešetke (više negativne vrednosti).

Zašto MgO i NaF imaju različite energetske rešetke iako imaju isti broj elektrona?

Iako MgO i NaF imaju po 10 elektrona u svakom jonu, imaju različite energetske rešetke prvenstveno zbog različitih naelektrisanja jona. MgO uključuje Mg²⁺ i O²⁻ jone (naelektrisanja +2 i -2), dok NaF uključuje Na⁺ i F⁻ jone (naelektrisanja +1 i -1). Pošto je energetska rešetka proporcionalna proizvodu naelektrisanja jona, energetska rešetka MgO je otprilike četiri puta veća od one NaF. Pored toga, joni u MgO su manji od onih u NaF, što dodatno povećava energetsku rešetku MgO.

Šta je Bornov eksponent i kako da izaberem pravu vrednost?

Bornov eksponent (n) je parametar u Born-Landéovoj jednačini koji uzima u obzir odbijajuće sile između jona kada se njihovi elektronski oblaci počnu preklapati. Obično varira između 5 i 12 i povezan je sa kompresibilnošću čvrstog. Za mnoge uobičajene ionske spojeve, koristi se vrednost 9 kao razumna aproksimacija. Za preciznije proračune, možete pronaći specifične vrednosti Bornovih eksponenata u kristalografskim bazama podataka ili istraživačkoj literaturi za vaš spoj od interesa.

Koliko je tačna Born-Landéova jednačina za izračunavanje energetske rešetke?

Born-Landéova jednačina pruža razumno tačne procene energetske rešetke za jednostavne ionske spojeve sa poznatim kristalnim strukturama. Za većinu obrazovnih i opštih hemijskih svrha, dovoljno je tačna. Međutim, ima ograničenja za spojeve sa značajnim kovalentnim karakterom, složenim kristalnim strukturama ili kada su joni visoko polarizovani. Za istraživačku tačnost, preferiraju se kvantno-mehanički proračuni ili eksperimentalna određivanja putem Born-Haberovih ciklusa.

Može li se energetska rešetka meriti eksperimentalno?

Energetska rešetka se ne može direktno meriti, ali se može odrediti eksperimentalno korišćenjem Born-Haberovog ciklusa. Ovaj termodinamički ciklus kombinuje nekoliko merljivih promena energije (kao što su energija ionizacije, afinitet prema elektronu i entalpija formiranja) kako bi indirektno izračunao energetsku rešetku. Ove eksperimentalne vrednosti često služe kao referentne tačke za teorijske proračune.

Kako energetska rešetka utiče na rastvorljivost?

Energetska rešetka i rastvorljivost su obrnuto povezane. Spojevi sa višim energetskim rešetkama (više negativne vrednosti) zahtevaju više energije za razdvajanje svojih jona, što ih čini manje rastvorljivim u vodi osim ako energija hidratacije jona nije dovoljno velika da prevaziđe energetsku rešetku. To objašnjava zašto je MgO (sa veoma visokom energetskom rešetkom) gotovo nerastvorljiv u vodi, dok se NaCl (sa nižom energetskom rešetkom) lako rastvara.

Koja je razlika između energetske rešetke i entalpije rešetke?

Energetska rešetka i entalpija rešetke su usko povezani koncepti koji se ponekad koriste naizmenično, ali imaju suptilnu razliku. Energetska rešetka se odnosi na promenu unutrašnje energije (ΔU) pri konstantnom volumenu, dok se entalpija rešetke odnosi na promenu entalpije (ΔH) pri konstantnom pritisku. Odnos između njih je ΔH = ΔU + PΔV, gde je PΔV obično mali za formiranje čvrstog (približno RT). Za većinu praktičnih svrha, razlika je minimalna.

Kako Madelungova konstanta utiče na proračune energetske rešetke?

Madelungova konstanta (A) uzima u obzir trodimenzionalni raspored jona u kristalnoj strukturi i rezultantne elektrostaticke interakcije. Različite kristalne strukture imaju različite Madelungove konstante. Na primer, NaCl struktura ima Madelungovu konstantu od 1.7476, dok CsCl struktura ima vrednost od 1.7627. Madelungova konstanta je direktno proporcionalna energetskoj rešetki, tako da strukture sa višim Madelungovim konstantama imaju više energetske rešetke, pod uslovom da je sve ostalo isto.

Reference

1. Atkins, P. W., & De Paula, J. (2014). Atkinsova fizička hemija (10. izd.). Oxford University Press.

2. Jenkins, H. D. B., & Thakur, K. P. (1979). Ponovna procena termokemijskih poluprečnika za složene jone. Časopis hemijskog obrazovanja, 56(9), 576.

3. Housecroft, C. E., & Sharpe, A. G. (2018). Inorganska hemija (5. izd.). Pearson.

4. Shannon, R. D. (1976). Revidirani efektivni ionski poluprečnici i sistematske studije međujonskih razdaljina u halidima i kalcogenidima. Acta Crystallographica Section A, 32(5), 751-767.

5. Born, M., & Landé, A. (1918). O proračunu kompresibilnosti regularnih kristala iz teorije rešetke. Verhandlungen Der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, 20, 210-216.

6. Kapustinskii, A. F. (1956). Energetska rešetka ionskih kristala. Kvartni pregledi, hemijsko društvo, 10(3), 283-294.

7. Jenkins, H. D. B., & Morris, D. F. C. (1976). Nova procena Bornovog eksponenta. Molekularna fizika, 32(1), 231-236.

8. Glasser, L., & Jenkins, H. D. B. (2000). Energetske rešetke i zapremine jedinica ćelije složenih ionskih čvrstih tela. Časopis Američkog hemijskog društva, 122(4), 632-638.

Isprobajte naš kalkulator energetske rešetke danas

Sada kada razumete važnost energetske rešetke i kako se ona izračunava, isprobajte naš kalkulator da odredite energetsku rešetku različitih ionskih spojeva. Bilo da ste student koji uči o hemijskim vezama, istraživač koji analizira svojstva materijala ili profesionalac koji razvija nove spojeve, naš alat pruža brze i tačne rezultate koji podržavaju vaš rad.

Za naprednije proračune ili istraživanje srodnih koncepata, pogledajte naše druge hemijske kalkulatore i resurse. Ako imate pitanja ili povratne informacije o kalkulatoru energetske rešetke, molimo vas da nas kontaktirate putem obrasca za povratne informacije ispod.