波恩-哈伯循环计算
- 一旦Born-Haber循环被构建,就有可能计算晶格能(ΔH奈ꝋ)通过应用赫斯定律并重新排列:
ΔHfꝋ=ΔH在ꝋ+ΔH在ꝋ+即+EA+ΔH奈ꝋ
- 如果我们把它简化成三项,这个方程就更容易理解了:
- ΔH奈ꝋ
- ΔHfꝋ
- ΔH1ꝋ(将标准态元素转化为气态离子所需的各种焓变的总和)
- 简化方程就变成了
ΔHfꝋ=ΔH1ꝋ+ΔH奈ꝋ
如果我们重新排列来计算晶格能,方程就变成了ΔH奈ꝋ=ΔHfꝋ——ΔH1ꝋ
- 计算Δ时H奈ꝋ,所有其他必要的值将在问题中给出
- 伯恩-哈伯循环可用于计算循环中的任何阶段
- 例如,你可以给出晶格能,然后要求你计算离子化合物的生成焓变
- 原理是一样的
- 计算出直接而且间接的路线周期的(你被要求计算的阶段总是直接的路线)
- 写出焓变方程,必要时重新排列,计算出所需的值
- 记住:有时一个值可能需要加倍或减半,这取决于所涉及的离子固体
- 例如,MgCl2在计算中,氯的第一电子亲和键的值需要翻倍,因为有两摩尔氯原子
- 因此,这是加法2摩尔电子到2摩尔形成氯原子2摩尔Cl的-离子
算例:计算KCl的晶格能
回答
- 步骤1:对应的Born-Haber循环为:
- 步骤2:应用赫斯定律,KCl的晶格能为:
ΔH奈ꝋ=ΔHfꝋ——ΔH1ꝋ
ΔH奈ꝋ=ΔHfꝋ- - - - - -[(ΔH在ꝋK) + (ΔH在ꝋCl) + (即1K) + (EA1Cl)]
- 步骤3:代入数字:
ΔH奈ꝋ= (-437) - [(+90) + (+122) + (+418) + (-349)]= -718 kJ mol-1
算例:计算MgO的晶格能
回答
- 步骤1:对应的Born-Haber循环为:
- 步骤2:应用赫斯定律,MgO的晶格能为:
ΔH奈ꝋ=ΔHfꝋ——ΔH1ꝋ
ΔH奈ꝋ=ΔHfꝋ- - - - - -[(ΔH在ꝋMg) + (ΔH在ꝋO) +(即1Mg) + (即2Mg) + (EA1O) + (EA2O))- 步骤3:代入数字:
ΔH奈ꝋ= (-602) - [(+ 148) + (+ 248) + (+ 736) + (+ 1450) + (-142) + (+ 770)]
= -3812 kJ mol-1
考试技巧
在使用波恩-哈伯循环进行计算时,请务必使用括号,因为您可能会忘记+/-号,这将影响您的最终答案!