İyonik Kristallerin Kristal Enerjilerinin Termodinamik Olarak Belirlenmesi 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. Kristal Örgü Enerjisi \rm NaCl_{(k)} \; \rightarrow \; Na^+_{(g)} \; + \; Cl^-_{(g)} tipindeki süreçlerde enerjinin absorblanmasına bağlı olarak teorik düşüncelere göre kristalin örgü enerjisi büyüklüğü 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. Şekil 1 : NaCl örgü enerjisinin hesaplanması için Bohr-Haber Çevrimi. Şekil 1 de NaCl örnek olarak gösterilmiştir. Çevrimdeki dolaylı yolları gösteren entalpi ve enerji terimleri aşağıda gösterilmiştir. \rm \Delta H_f^o = NaCl ün standart oluşum ısısı. \rm \Delta H_{süb} = Na un süblimleşme ısısı. \rm D_o = Cl_2 ün dissasiyasyon enerjisi. I = Na un iyonlaşma potansiyeli. A = Cl ün elektron ilgisi. A genellikle pozitif bir sayı olarak verilir. Fakat \rm Cl \; + \; e^- \rightarrow 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, \rm \Delta H_f^o , 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. Tablo 1 : Bohr-Haber Çevrimi hesaplamalarında kristalleşme entalpileri. Tüm enerjiler KJ mol-1 dir. Kristal \rm \Delta H_f^o \rm \Delta H_{süb.} (Metal) I (Metal) \rm {1 \over 2}(D^o+RT) A (Halojen) \rm \Delta H (Born-Haber Çevrimi) 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 -411 108 496 122 349 788.3 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