OCR 化学高级 GCE / 晶格焓
离子固体的晶格焓定义为将 1 摩尔固体离子化合物完全分离成气态组成的能量。
晶格焓仅仅是与在标准条件下从其气态离子形成 1 摩尔离子化合物相关的焓变。
例如 Mg2+(g) + 2Cl-(g) ---> MgCl2(s)ΔHlatt = -2526 kj mol-1
因此
- 焓变将始终是放热的（负的）
- 更负的值表示更大的静电吸引力，因此固体中存在更强的键
定义：在标准条件下，1 摩尔离子化合物从其气态离子形成时发生的焓变
晶格焓无法测量，因为气态离子不会直接结合形成化合物。
由于晶格焓无法测量，因此需要另一种计算晶格焓值的方法。为此，我们必须显示反应的完整路径，包括晶格焓（下方的路线 2），并将此与形成的焓变（路线 1）进行比较。我们可以这样做，因为 Hess 定律指出
形成的焓变 = 原子化焓 + 电子亲和力 + 晶格焓
晶格焓是示例中路线 2 中的步骤 5。首先，元素必须在步骤 1-3 中被原子化和电离
步骤 1 - 将固体锂原子化到气态
定义：ΔHat 元素的标准原子化焓变是在标准状态下，从元素形成 1 摩尔气态原子时发生的焓变。
步骤 2 - 将气态锂原子电离为 1+ 离子
定义：ΔHi.e. 伴随从气相原子中去除一个电子而发生的标准焓变。
步骤 3 - 将氟气原子化（提示：即使氟是气态的，也需要在这里原子化，因为它是一个 Fl2 分子）
步骤 4 - 氟的电子亲和力。这基本上是通过添加电子将气态氟原子变成离子。
定义：ΔHea1 第一个电子亲和力是在 1 摩尔中，向每个气态原子添加一个电子以形成 1 摩尔 1- 离子时发生的焓变。
步骤 5 - 晶格焓！现在可以算出来了。理解循环工作原理的最简单方法是记住路线 1 和路线 2 是相等的。因此，使用 Hess 定律（如上所述），当其他值已知时，可以计算出晶格焓。
需要注意的事项
- 需要添加或减去两个电子的离子，例如 Mg2+
对于这些，使用每个值，不要简单地将第一个值加倍。
- 具有多个单个离子的离子固体，例如 MgCl2
还要尝试学习定义，因为这些是容易得分的部分。
影响离子化合物的晶格焓的两个因素
- 离子的尺寸
- 离子的电荷
这是因为这些也是影响电荷密度的因素。离子的电荷密度将决定其“吸引力”，因此离子的电荷密度越大，它们之间的静电力量就越大。因此，较大的离子会降低电荷密度，而带更高电荷的离子会增加电荷密度。
第二族碳酸盐 MgCO3、CaCO3、SrCO3 和 BaCO3 在加热时都以相同的方式反应
MgCO3(s) ---> MgO(s) + CO2(g)
CaCO3(s) ---> CaO(s) + CO2(g)
SrCO3(s) ---> SrO(s) + CO2(g)
BaCO3(s) ---> BaO(s) + CO2(g)
这些反应的分解温度如下
MgCO3 = 350 °C
CaCO3 = 832 °C
SrCO3 = 1340 °C
BaCO3 = 1450 °C
在该族中，温度随着原子序数的增加而增加的趋势很明显。这可能看起来令人困惑，因为镁阳离子是最小的，而且它们的电荷都相同。因此，镁具有最大的晶格焓，对碳酸根离子的吸引力最大。但是，这不会导致更高的分解温度 - 更小的阳离子的更强拉力加上碳酸根离子的弥散电子云会导致碳酸根离子的极化程度更大。
形状的变化是电子被拉到氧原子上的地方，导致碳酸根离子发生畸变。这种形状的变化降低了强度，并导致碳酸盐在加热时分解。
氧化镁是一种特别有利的产品，因为它具有很高的晶格焓，这有助于碳酸镁的易分解性，也是氧化镁用作耐火衬里的原因。
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