லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீட்டாளர்: இலவச ஆன்லைன் போர்ன்-லாண்டே சமன்பாடு கருவி

எங்கள் மேம்பட்ட வேதியியல் கணக்கீட்டாளரைப் பயன்படுத்தி துல்லியமாக லாட்டிஸ் எனர்ஜியை கணக்கிடுங்கள்

எங்கள் லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீட்டாளர் என்பது போர்ன்-லாண்டே சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி 결정 வடிவங்களில் அயோனிக் பிணைப்பு வலிமையை நிர்ணயிக்க இலவச ஆன்லைன் கருவியாகும். இந்த அடிப்படையான லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீட்டாளர் வேதியியல் மாணவர்கள், ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் தொழில்முனைவோர்களுக்கு சேர்மத்தின் நிலைத்தன்மை, உருகும் புள்ளிகள் மற்றும் கரிமத்தன்மையை கணிக்க உதவுகிறது, அயோன் சார்ஜ், அயோனிக் அளவுகள் மற்றும் போர்ன் எக்ஸ்போனென்ட்ஸ் மூலம் லாட்டிஸ் எனர்ஜியை துல்லியமாக கணக்கிடுகிறது.

லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீடுகள் அயோனிக் சேர்மங்களின் பண்புகள் மற்றும் நடத்தைப் புரிந்துகொள்ள அடிப்படையானவை. எங்கள் பயனர் நட்பு லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீட்டாளர் சிக்கலான கிரிஸ்டலோகிராபிக் கணக்கீடுகளை அணுகக்கூடியதாக மாற்றுகிறது, உங்களுக்கு பொருளின் நிலைத்தன்மையை பகுப்பாய்வு செய்ய, உடல் பண்புகளை கணிக்க மற்றும் பொருள் அறிவியல், மருந்தியல் மற்றும் வேதியியல் பொறியியல் பயன்பாடுகளுக்கான சேர்ம வடிவமைப்பை மேம்படுத்த உதவுகிறது.

வேதியியலில் லாட்டிஸ் எனர்ஜி என்ன?

லாட்டிஸ் எனர்ஜி என்பது பிரிக்கப்பட்ட வாயுவான அயோன்கள் ஒன்றிணைந்து ஒரு உறுதியாக்கப்பட்ட அயோனிக் சேர்மத்தை உருவாக்கும் போது வெளியிடப்படும் எனர்ஜியாக வரையறுக்கப்படுகிறது. வேதியியலில் இந்த அடிப்படையான கருத்து, கீழ்காணும் செயல்முறையில் எனர்ஜி மாற்றத்தை பிரதிநிதித்துவம் செய்கிறது:

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

எங்கு:

• $M^{n+}$ என்பது n+ சார்ஜ் கொண்ட ஒரு உலோக கெட்டியான்
• $X^{n-}$ என்பது n- சார்ஜ் கொண்ட ஒரு அயல்கருவி அயோன்
• $MX$ என்பது உருவாகும் அயோனிக் சேர்மம்

லாட்டிஸ் எனர்ஜி எப்போதும் எதிர்மறை (எக்ஸோதெர்மிக்) ஆக இருக்கும், இது அயோனிக் லாட்டிஸ் உருவாக்கும் போது எனர்ஜி வெளியிடப்படுகிறது என்பதை குறிக்கிறது. லாட்டிஸ் எனர்ஜியின் அளவு பல காரணிகளின் அடிப்படையில் மாறுபடுகிறது:

1. அயோன் சார்ஜ்கள்: அதிகமான சார்ஜ்கள் வலிமையான எலக்ட்ரோஸ்டாட்டிக் ஈர்ப்புகளை மற்றும் அதிகமான லாட்டிஸ் எனர்ஜிகளை உருவாக்குகின்றன
2. அயோன் அளவுகள்: சிறிய அயோன்கள் குறுகிய இடைவெளிகளால் வலிமையான ஈர்ப்புகளை உருவாக்குகின்றன
3. கிரிஸ்டல் அமைப்பு: அயோன்களின் மாறுபட்ட அமைப்புகள் மடலுங் நிலை மற்றும் மொத்த லாட்டிஸ் எனர்ஜியை பாதிக்கின்றன

எங்கள் கணக்கீட்டாளர் பயன்படுத்தும் போர்ன்-லாண்டே சமன்பாடு, இந்த காரணிகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு துல்லியமான லாட்டிஸ் எனர்ஜி மதிப்புகளை வழங்குகிறது.

லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீட்டிற்கான போர்ன்-லாண்டே சமன்பாடு

போர்ன்-லாண்டே சமன்பாடு என்பது எங்கள் லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீட்டாளர் துல்லியமான லாட்டிஸ் எனர்ஜி மதிப்புகளை கணக்கிட பயன்படுத்தும் முதன்மை சூத்திரமாகும்:

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

எங்கு:

• $U$ = லாட்டிஸ் எனர்ஜி (kJ/mol)
• $N_0$ = அவோகாட்ரோ எண்ணிக்கை (6.022 × 10²³ mol⁻¹)
• $A$ = மடலுங் நிலை (கிரிஸ்டல் அமைப்பின் அடிப்படையில், NaCl அமைப்புக்கு 1.7476)
• $z_1$ = கெட்டியான் சார்ஜ்
• $z_2$ = அயோன் சார்ஜ்
• $e$ = அடிப்படை சார்ஜ் (1.602 × 10⁻¹⁹ C)
• $\varepsilon_0$ = வெற்று அனுமதிப்படுத்தல் (8.854 × 10⁻¹² F/m)
• $r_0$ = இடையேயான அயோன் தூரம் (அயோனிக் அளவுகளின் மொத்தம் மீட்டர்களில்)
• $n$ = போர்ன் எக்ஸ்போனென்ட் (பொதுவாக 5-12 இடையில், உறுதியாக்கப்பட்ட பொருளின் அழுத்தத்துடன் தொடர்புடையது)

இந்த சமன்பாடு எதிர்மறை சார்ஜ் கொண்ட அயோன்கள் இடையே உள்ள ஈர்ப்புகளை மற்றும் மின்னணு மேகங்கள் மிதக்கும் போது ஏற்படும் எதிர்மறை சக்திகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது.

இடையேயான அயோன் தூரம் கணக்கீடு

இடையேயான அயோன் தூரம் ($r_0$) கெட்டியான் மற்றும் அயோன் அளவுகளின் மொத்தமாகக் கணக்கிடப்படுகிறது:

$r_0 = r_{cation} + r_{anion}$

எங்கு:

• $r_{cation}$ = கெட்டியான் அளவு பிகோமீட்டர்களில் (pm)
• $r_{anion}$ = அயோன் அளவு பிகோமீட்டர்களில் (pm)

இந்த தூரம் லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீடுகளுக்கு முக்கியமானது, ஏனெனில் அயோன்கள் இடையே உள்ள எலக்ட்ரோஸ்டாட்டிக் ஈர்ப்பு இந்த தூரத்திற்கு எதிர்மறை விகிதத்தில் உள்ளது.

எங்கள் லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீட்டாளரை எப்படி பயன்படுத்துவது: படி-படி வழிகாட்டி

எங்கள் இலவச லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீட்டாளர் சிக்கலான லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீடுகளுக்கு ஒரு உள்ளுணர்வு இடைமுகத்தை வழங்குகிறது. எந்த அயோனிக் சேர்மத்தின் லாட்டிஸ் எனர்ஜியை கணக்கிட இந்த எளிய படிகளை பின்பற்றவும்:

1. கெட்டியான் சார்ஜ் உள்ளிடவும் (எதிர்மறை முழு எண், உதாரணமாக, Na⁺ க்காக 1, Mg²⁺ க்காக 2)
2. அயோன் சார்ஜ் உள்ளிடவும் (எதிர்மறை முழு எண், உதாரணமாக, Cl⁻ க்காக -1, O²⁻ க்காக -2)
3. கெட்டியான் அளவை பிகோமீட்டர்களில் (pm) உள்ளிடவும்
4. அயோன் அளவை பிகோமீட்டர்களில் (pm) உள்ளிடவும்
5. போர்ன் எக்ஸ்போனென்ட் குறிப்பிடவும் (பொதுவாக 5-12 இடையில், பல சேர்மங்களுக்கு 9 பொதுவாக)
6. முடிவுகளைப் பார்வையிடவும் இடையேயான அயோன் தூரம் மற்றும் கணக்கிடப்பட்ட லாட்டிஸ் எனர்ஜியை காட்டுகிறது

கணக்கீட்டாளர் உங்கள் உள்ளீடுகளை தானாகவே சரிபார்க்கிறது, அவை உடல் பொருத்தமான வரம்புகளில் உள்ளன என்பதை உறுதி செய்கிறது:

• கெட்டியான் சார்ஜ் ஒரு எதிர்மறை முழு எண் ஆக இருக்க வேண்டும்
• அயோன் சார்ஜ் ஒரு எதிர்மறை முழு எண் ஆக இருக்க வேண்டும்
• இரண்டு அயோனிக் அளவுகளும் நேர்மறை மதிப்புகள் ஆக இருக்க வேண்டும்
• போர்ன் எக்ஸ்போனென்ட் நேர்மறை ஆக இருக்க வேண்டும்

படி-படி எடுத்துக்காட்டு

சோடியம் குளோரைடு (NaCl) இன் லாட்டிஸ் எனர்ஜியை கணக்கிடுவோம்:

1. கெட்டியான் சார்ஜ் உள்ளிடவும்: 1 (Na⁺ க்காக)
2. அயோன் சார்ஜ் உள்ளிடவும்: -1 (Cl⁻ க்காக)
3. கெட்டியான் அளவை உள்ளிடவும்: 102 pm (Na⁺ க்காக)
4. அயோன் அளவை உள்ளிடவும்: 181 pm (Cl⁻ க்காக)
5. போர்ன் எக்ஸ்போனென்ட் குறிப்பிடவும்: 9 (NaCl க்கான பொதுவான மதிப்பு)

கணக்கீட்டாளர் தீர்மானிக்கும்:

• இடையேயான அயோன் தூரம்: 102 pm + 181 pm = 283 pm
• லாட்டிஸ் எனர்ஜி: சுமார் -787 kJ/mol

இந்த எதிர்மறை மதிப்பு, சோடியம் மற்றும் குளோரைடு அயோன்கள் உறுதியாக NaCl உருவாக்கும் போது எனர்ஜி வெளியிடப்படுகிறது என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது, சேர்மத்தின் நிலைத்தன்மையை உறுதிப்படுத்துகிறது.

பொதுவான அயோனிக் அளவுகள் மற்றும் போர்ன் எக்ஸ்போனென்ட்கள்

கணக்கீட்டாளரை திறமையாகப் பயன்படுத்த உதவ, அடிக்கடி சந்திக்கும் அயோன்கள் மற்றும் போர்ன் எக்ஸ்போனென்ட்களுக்கு பொதுவான அயோனிக் அளவுகள் மற்றும் போர்ன் எக்ஸ்போனென்ட்கள் இங்கே உள்ளன:

கெட்டியான் அளவுகள் (பிகோமீட்டர்களில்)

அயோன் அளவுகள் (பிகோமீட்டர்களில்)

பொதுவான போர்ன் எக்ஸ்போனென்ட்கள்

இந்த மதிப்புகள் உங்கள் கணக்கீடுகளுக்கான தொடக்க புள்ளிகளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம், ஆனால் குறிப்பிட்ட மேற்கோள் மூலத்தின் அடிப்படையில் சிறிது மாறுபடலாம்.

லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீடுகளின் உலகளாவிய பயன்பாடுகள்

லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீடுகள் எங்கள் லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீட்டாளரை பயன்படுத்தி வேதியியல், பொருள் அறிவியல் மற்றும் தொடர்புடைய துறைகளில் பல நடைமுறை பயன்பாடுகளை கொண்டுள்ளது:

1. உடல் பண்புகளை கணிக்க

லாட்டிஸ் எனர்ஜி பல உடல் பண்புகளுடன் நேரடி தொடர்பு கொண்டுள்ளது:

• உருகும் மற்றும் காய்ச்சல் புள்ளிகள்: அதிக லாட்டிஸ் எனர்ஜி கொண்ட சேர்மங்கள் பொதுவாக வலிமையான அயோனிக் பிணைப்புகளால் அதிக உருகும் மற்றும் காய்ச்சல் புள்ளிகளை கொண்டிருக்கும்.
• கடினம்: அதிக லாட்டிஸ் எனர்ஜிகள் பொதுவாக அதிக கடினமான கிரிஸ்டல்களை உருவாக்குகின்றன, அவை மாறுபாட்டுக்கு எதிராக அதிகமாக எதிர்ப்பு அளிக்கின்றன.
• கரிமத்தன்மை: அதிக லாட்டிஸ் எனர்ஜி கொண்ட சேர்மங்கள் நீரில் குறைவாக கரைய tend, ஏனெனில் அயோன்களை பிரிக்க தேவையான எனர்ஜி, நீர்ப்பாசன எனர்ஜியை மீறுகிறது.

உதாரணமாக, MgO (லாட்டிஸ் எனர்ஜி ≈ -3795 kJ/mol) மற்றும் NaCl (லாட்டிஸ் எனர்ஜி ≈ -787 kJ/mol) ஐ ஒப்பிட்டால், MgO இன் உருகும் புள்ளி (2852°C) NaCl க்கான (801°C) க்கான மிக உயர்ந்தது என்பதைக் குறிப்பிடுகிறது.

2. வேதியியல் செயற்பாட்டைப் புரிந்துகொள்ள

லாட்டிஸ் எனர்ஜி விளக்குகிறது:

• அசிட்-பேஸ் நடத்தை: ஆக்சைடுகள் அடிப்படையாக அல்லது அமிலங்களாக உள்ள வலிமை, அவற்றின் லாட்டிஸ் எனர்ஜிகளுடன் தொடர்புடையது.
• தர்ம நிலைத்தன்மை: அதிக லாட்டிஸ் எனர்ஜி கொண்ட சேர்மங்கள் பொதுவாக அதிகமாக தர்ம நிலைத்தன்மை கொண்டவை.
• பொறியியல்: லாட்டிஸ் எனர்ஜி அயோனிக் சேர்மம் உருவாக்குவதற்கான எரிசக்தியை பகுப்பாய்வு செய்ய பயன்படுத்தப்படும் போர்ன்-ஹேபர் சுழற்சிகளில் முக்கிய கூறாக உள்ளது.

3. பொருள் வடிவமைப்பு மற்றும் பொறியியல்

ஆராய்ச்சியாளர்கள் லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீடுகளைப் பயன்படுத்தி:

• குறிப்பிட்ட பண்புகளை கொண்ட புதிய பொருட்களை வடிவமைக்க
• குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கான கிரிஸ்டல் அமைப்புகளை மேம்படுத்த
• புதிய சேர்மங்களை உருவாக்குவதற்கு முன் நிலைத்தன்மையை கணிக்க
• மேலும் திறமையான ஊக்கிகள் மற்றும் சக்தி சேமிப்பு பொருட்களை உருவாக்க

4. மருந்தியல் பயன்பாடுகள்

மருந்தியல் அறிவியலில், லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீடுகள்:

• மருந்தின் கரிமத்தன்மை மற்றும் உயிரியல் கிடைக்கும் தன்மைகளை கணிக்க
• மருந்து கிரிஸ்டல்களில் பாலிமார்பிசம் புரிந்துகொள்ள
• செயல்திறனை அதிகரிக்கும் மருந்து பொருட்களின் உப்புப் வடிவங்களை வடிவமைக்க
• மேலும் நிலையான மருந்து வடிவங்களை உருவாக்க

5. கல்வி பயன்பாடுகள்

லாட்டிஸ் எனர்ஜி கணக்கீட்டாளர்:

• அயோனிக் பிணைப்பின் கருத்துக்களை கற்பிக்க
• அமைப்பு மற்றும் பண்புகளுக்கு இடையேயான தொடர்பை விளக்க
• வேதியியலில் எலக்ட்ரோஸ்டாட்டிக் கொள்கைகளை விளக்க
• வெப்பவியல் கணக்கீடுகளுடன் கையொப்ப அனுபவத்தை வழங்க

போர்ன்-லாண்டே சமன்பாட்டிற்கு மாற்றுகள்

போர்ன்-லாண்டே சமன்பாடு பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் லாட்டிஸ் எனர்ஜியை கணக்கிடுவதற்கான மாற்று அணுகுமுறைகள் உள்ளன:

1. கபுஸ்டின்ஸ்கி சமன்பாடு: கிரிஸ்டல் அமைப்பின் அறிவு தேவையில்லாமல் ஒரு எளிமையான அணுகுமுறை: $U = -\frac{1.07 \times 10^5 \times |z_1 z_2| \times \nu}{r_0} \left(1-\frac{0.345}{r_0}\right)$ எங்கு ν என்பது சூத்திர அலகில் உள்ள அயோன்களின் எண்ண