Önceki kısımdaki termodinamik verilerden, bağlar kırıldığında veya oluştuğunda meydana gelen enerji değişimlerini yorumlamak ve bağ enerjilerini anlamak için kullandık*. Benzer davranışlar basit iyonik katılar içinde verilebilir. Termodinamik veriler moleküler seviyedeki açıklamalar için uygundur. Bu kısımda iyonik bir model geliştirilecek ve deneysel sonuçlarla uygunluğu gösterilecektir. Buradaki termodinamik veriler basit iyonik kristallerin örgü enerjisinin elde edilmesi için kullanılacaktır.
Örgü enerjisi,
NaCl(k) Na+(g) + Cl-(g)
tipindeki süreçlerde enerjinin absorblanmasına bağlı olarak
teorik düşüncelere göre doğrudan bulunabilir.
Bu tip süreçlerin enerjisi doğrudan kullanılacak deneysel yöntemlerle bulunamaz. Ancak dolaylı yöntemler kullanarak
enerji hesapları yapmak mümkün olabilir.
Basit iyonik kristaller için Born-Haber Çevrimi ile hesaplama yapılabilir. Yandaki şekilde NaCl için örnek gösterilmiştir.
Çevrimdeki dolaylı yolları gösteren entalpi ve enerji terimleri aşağıda gösterilmiştir.
DHfo = NaCl ün standart oluşum ısısı.
DHsüb = Na un süblimleşme ısısı.
Do = Cl2 ün dissasiyasyon enerjisi.
I = Na un iyonlaşma potansiyeli.
A = Cl ün elektron ilgisi.
A genellikle pozitif bir sayı olarak verilir. Fakat Cl + e- Cl- reaksiyonu için enerji değişimi negatif olup - A dır.
Dissosiyasyon enerjisi, iyonlaşma enerjisi ve elektron ilgisi kalorimetrik çalışmalardan ziyade spektral ve kütle-spektroskopisi çalışmalarından elde edilir. Bu değerler tablolarda genellikle entalpi olarak değil enerji olarak verilirler. Dissosiyasyon enerjisi düzeltebilmek için RT katkısını eklemek gerekir.
Bromür ve iyodür iyonlarını içeren tuzlar için, oluşum ısısı terimi, DHfo, sıvı brom ve katı iyot elementlerinden tuzun oluşumu için hesaplanır. Bu oluşum ısıları, brom için buharlaşma ısısının, 32 kJ mol-1 ve iyot için süblimleşme ısısının, 62 KJ mol-1, yarısından çıkartılması ile gaz elementlerin oluşumlarını gösterecek şekilde düzeltilir.
Bohr-Haber çevrim hesaplamları ile oluşturulmuş değerler aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Kristal |
DHfo |
DHsüb |
I |
(1/2)(Do + RT) |
A |
DH |
LiF |
-612 |
161 |
520 |
80 |
322 |
1051 |
NaF |
-569 |
108 |
496 |
80 |
322 |
931 |
KF |
-563 |
89 |
419 |
80 |
322 |
829 |
LiCl |
-409 |
161 |
520 |
122 |
349 |
863 |
NaCl |
-411 |
108 |
496 |
122 |
349 |
788 |
KCl |
-436 |
89 |
419 |
122 |
349 |
717 |
NaBr |
-376 |
108 |
496 |
97 |
325 |
752 |
KBr |
-408 |
89 |
419 |
97 |
325 |
688 |
NaI |
-319 |
108 |
496 |
77 |
295 |
705 |
KI |
-359 |
89 |
419 |
77 |
295 |
649 |