Rg enerjisi
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 26

Örgü Enerjisi PowerPoint PPT Presentation


  • 337 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

U o. M + (g). +. X - (g). MX (s). Örgü Enerjisi. Na(g)  Na(g)+ e I = 496 KJ/mol Cl(g)+ e  Cl - (g) A = -348 kJ/mol. Na(g) + 1/2Cl 2 (g)  Na + (g) + Cl - (g) Δ H = + 148 kJ/mol.

Download Presentation

Örgü Enerjisi

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Rg enerjisi

Uo

M+(g)

+

X-(g)

MX(s)

Örgü Enerjisi

Na(g)  Na(g)+ e I = 496 KJ/mol

Cl(g)+ e  Cl-(g) A = -348 kJ/mol

Na(g) + 1/2Cl2(g)  Na+(g) + Cl-(g)ΔH = + 148 kJ/mol

1 mol kristalin gaz halindeki iyonlarından oluşumu sırasında açığa çıkan enerjiye Örgü Enerjisi denir.

Örgü enerjisi her zaman ekzotermiktir.

Entropi ihmal edilirse, en kararlı kristal yapılar örgü enerjisi büyük olandır.

U0 = Eçekme + Eitme


Rg enerjisi

(Z+e)( Z-e)

Z+ Z- e2

=

=

Ec

4or

4or

Örgü Enerjisinin Hesaplanması

3D iyonik kristallerde, iyonları birarada tutan kuvvet elektrostatiktir.

M+

X-

r = iyon bağı

r

Coulomb yasası’na göre elektrostatik çekim enerjisi ( joule):

Z = iyon yükü

Z+e = katyon yükü

Z-e = anyon yükü

o = 8.854 x 10-12 C2.m-1.J-1, boşluğun dielektik sabiti

e = 1.6 x 10-19 C, elektron yükü


Rg enerjisi

Z+ Z- e2

Z+ Z- e2

Ec

Ec

=

=

[+2(1/1) - 2(1/2) + 2(1/3) - 2(1/4) + ....]

[2ln2]

4or

4or

1D- Madelung sabiti

Katyon ve anyonlardan oluşmuş 1-D sonsuz zincirde

=

Ec

Parantez içindeki değer şöyle kısaltılabilir

Geometrik faktör

Madelung Sabiti

1.386294


Rg enerjisi

A Z+ Z- e2N

Ec

=

4or

3D- Madelung sabiti (A)

NaCl kristal geometrisinde

Z+ Z- e2

Ec

=

[6(1/1) - 12(1/2) + 8(1/3) - 6(1/4) + 24(1/5) ....]

4or

1.74756

Madelung Sabiti

1 mol bileşik için

Coulomb Çekim Kuvveti


Rg enerjisi

Madelung Sabitleri


Rg enerjisi

B

Ei =

r n

U =

Ec + Ei

NB

A N Z+ Z- e2

=

+

U

4or

r n

Örgü enerjisinin hesaplanmasına sadece Coulomb çekim kuvveti dikkate alınırsa (yani,U0 = Ecoul) hesaplanan değer deneysel değerden oldakça yüksek çıkar.

NaCl için (rNa+ = 97pm, rCl- = 181 pm):

U0 = 1.39x105 (z+z- / r0)A = 1.39x105 ((1)(-1)/278)(1.748) kJ/mol = - 874 kJ/mol

Deneysel değer -788 kJ/mol

Elektron bulutları arasındaki itme kuvvetini de hesaba katmak gerekir. Eitme, düzeltme terimi oluşturmak gerekir.

Born İtme Kuvveti Sabiti

n = sıkıştırılma faktörü (~8)

Kristal örgüsünün toplam enerjisi (bir mol)


Rg enerjisi

Born-Lande Eşitliği

Eşitliğin diferansiyeli alınır ve sıfıra eşitlenirse minimum enerji hesaplanabilir.

ANZ+ Z- e2

1

Uo

=

1 -

kJ.mol-1

4oro

n

n sabiti iyon türüne bağlıdır.

NaCl için Na+  Ne, Cl-  Ar

n = (7 + 9) / 2 = 8

U0 = - 874 kJ/mol (1-1/8)

U0 = - 764.5 kJ/mol


Rg enerjisi

Born-Mayer Eşitliği

Hem Madelung Sabitini hem de itme için düzeltme parametresi içerir.

U0 = (e2 / 4  e0)(N z+z-/ r0)A(1 -  / r0)

U0 = 1.39x105 (z+z-/ r0)A(1 -  / r0) in kJ/mol

 = 34.5 pm

NaCl için

U0 = 1.39x105 (z+z- / r0)A(1 - / r0)

= 1.39x105(1)(-1)/278)(1.748)(1-34.5/278) kJ/mol

= - 765 kJ/mol

Deneysel Değer = -788 kJ/mol


Kapustinskii e itli i

Kapustinskii Eşitliği

Kapustinskii A/n oranının nispeten sabit, buna karşılık koordinasyon sayısi ile kısmen artış gösterdiğini saptamıştır. KS arttıkça r0 değeri de arttığından A/nr0 değeri sabit kabul edilebilir.

Kapunstiskii Madelung sabiti içermeyen bir formül önermiştir.

U0 = (1.21x105kJ pm / mol)(n z+ z-/ r0) * (1 -  / r0)

 = düzeltme faktörü = 34.5 pm

n = formül birimdeki iyon sayısı

Kristal örgüsünün önemli olmadığı bu eşitlik, deneysel örgü enerjisi kullanılarak

küresel olmayan iyonların( BF4-, NO3-, OH-, SnCl6-2 etc.)

yarıçapının hesaplanmasında kullanılır.

Bu yolla elde edilen yarıçaplara termokimyasal yarıçaplar adı verilir.


Rg enerjisi

UYGULAMA

1) NaCl bileşiğinin Kapunstiski yöntemi ile örgü enerjisini hesaplayınız.

2) CaCl2 bileşiğinin örgü enerjisini hesaplayınız.

r (Ca2+) = 100 pm, r (Cl-) = 181 pm

1) U0 = 1.21x105(2)(1)(-1) / 278(1 - 34.5 /278)

= -

2) U0 = 1.21x105(3)(2)(-1) / 281(1 - 34.5 /281)


Rg enerjisi

Hi

M(g)

M+(g)

+

Hei

M-(g)

X(g)

Hs

Uo

Ha

Ho

MX(k)

+

1/2X2(g)

M(k)

Born-Haber Çevrimi

Denel örgü enerjisi, Hess yasası kullanılarak BH çevrimi ile tayin edilir

Ho = Hs + Ha + Hie + Hei + Uo

Ho –Oluşum Entalpisi

Hs – Süblimleşme Entalpisi

Ha – Ayrışma entalpisi (Enthalpy of dissociation)

Hi– İyonlaşma entalpisi

Hei– Elektron ilgisi

Uo – Örgü enerjisi


Rg enerjisi

NaCl’ün Denel Örgü Enerjisi

Na+(g) + Cl-(g) NaCl(k) Uo = denel ?

DH°s

DH°ie

Na(s) Na(g)  Na+(g)

½ Cl2(g) Cl(g) Cl-(g)

Örgü Enerjisi,Uo

DH°ei

DH°a

NaCl(k)

DH°o

DH°o = DH°s + DH°ie + 1/2 DH°a + DH°ei + Uo

-411 = 109 + 496 + 1/2 (242) + (-349) + Uo

Uo = -788 kJ/mol


Rg enerjisi

NaCl2 !!! mümkün mü?

Örgü enerjisi teorik olarak hesaplanır ve oluşum entalpisi tayin edilir.

(DH°ie1 + DH°ie2)

Na(s) Na(g)  Na+2(g)

Cl2(g) 2 Cl(g) 2Cl-(g)

DH°s

Lattice Energy, Uo

DH°a

DH°ei

NaCl2(k)

DH°o

DH°f = DH°sub + DH°ie1 + DH°ie2+ DH°d + DH°ea + Uo

DH°f = 109 + 496 + 4562 + 242 + 2*(-349) + -2180

DH°f = +2531 kJ/mol

NaCl2nin oluşum entalpisi oldukça endotermik, tepkime mümkün değil.


Rg enerjisi

NaCl


Rg enerjisi

UYGULAMA: a) Aşağıdaki tepkimeleri adlandırınız

b) ısıalan veya ısıveren oluşlarını belirleyiniz

Li(s) ----> Li(g) DH = 161 kJ/mol

F2(g) ----> 2F(g)DH = 158 kJ/mol

Li(g) ----> Li+(g) + e-DH = 531 kJ/mol

F(g) + e- ----> F-(g)DH = 328 kJ/mol

Li+(g) + F-(g) ----> LiF(s)DH = 1239 kJ/mol

Li(s) + ½ F2(g) -- LiF(s) DH = 769 kJ/mol

Süblimleşme Entalpisi +

Ayrışma entalpisi +

İyonlaşma entalpisi +

Elektron ilgisi -

Örgü enerjisi -

Oluşum entalpisi -


Rg enerjisi

SORU: Aşağıdaki denel ve teorik örgü enerjileri arasındaki

farkları nasıl yorumlarsınız?

(Eq. 1)


Rg enerjisi

U ve e.n. (veya k.n.)

r e.n.

NaF 251 933

KCl 319 770

RbBr 348 693

e.n. k.n.

NaF 933 1695

MgO 2800 3600

Yük arttıkça ve yarıçap azaldıkça e.n ve k.n. artar.

NaF MgF2 AlF3SiF4 PF5 SF6

997 1396 1040 -90 -94 -56

e.n.(°C)

İyonik bileşikler

Kovalent bileşikler


Rg enerjisi

SORU Oluşum entalpisi MF ve MI sırasında şöyledir.

LiF > NaF > KF > RbF > CsF

LiI < LiI < LiI < RbI < CsI

Bu zıtlığı açıklayınız.

LiF > NaF > KF > RbF > CsF

-147 -137 -135 -133 -131

LiI < NaI < KI < RbI < CsI

65 69 -78 -79 -83

Uo baskın

Holş(kJ/mol)

r  U

Hsüb + I baskın

Holş = Hsüb + I + D+ A + Uo


Rg enerjisi

  • Örgü Enerjisi Hesabı ve Uygulama Alanları

  • İyonik katıların termal kararlılıkları

  • Katyonların yükseltgenme basamaklarının kararlılığı

  • Tuzların Sudaki Çözünürlüğü

  • Elektron İlgisinin ölçülmesi

  • Mevcut olmayan bileşiklerin örgü enerjisinin ve kararlılıklarının tayini


Rg enerjisi

Katıların Termal Kararlılığı

MCO3 (k) CO2 (g) + MO (k)

M  (°C)

Be 100

Mg 300

Ca 840

Sr 1100

Ba 1300

Büyük katyonlarda

MCO3 den MO ya

dönüşümde

örgü enerjisindeki

artma miktarı

daha azdır.

M CO3

M O

Büyük katyonlar büyük anyonları stabilize eder.


Rg enerjisi

Çözünürlük(Solubility)

Bir maddenin başka bir madde içinde dağılarak homojen karışım oluşturmasına çözünme denir.

alkali metal tuzlarının hepsi suda çözünür

  • LiCl14 mol/L

  • LiCO30.18 mol/L

İyonik katıların su içinde çözünmesine Hess yasayı uygulanabilir.

ΔHçözünme = U + ΔHhidrasyon


Tuzlar n sudaki z n rl

Tuzların Sudaki Çözünürlüğü

ΔGçözünme = ΔHçözünme +TΔSçözünme

ΔHçözünme = U + ΔHhidrasyon


Rg enerjisi

Çözünürlük iyon yarıçaplarına bağlıdır

3K+(aq) + [Co(NO2)6]3-(aq)  K3[Co(NO2)6](s)

K+(aq) + [B(C6H5)4]-(aq)  K[B(C6H5)4](s)

Na+(aq) + [B(C6H5)4]-(aq)  Na[B(C6H5)4](aq)

  • K, Rb ve Cs katyonları büyük anyonlarla çözünmeyen tuzlar oluşturur.

  • Li ve Na katyonları büyük anyonlarla çözünebilen tuzlar oluşturur.

Katyon ve anyon çapları farkı

büyük olan tuzların çözünürlüğü büyüktür.

küçük olan tuzların çözünürlüğü küçüktür.

MgSO4

SrSO4

BaSO4

Mg(OH)2

Sr(OH)2

Ba(OH)2

Çözünürlük

Azalır

Çözünürlük

Artar


Rg enerjisi

Çözünürlük

LiI > LiBr > LiCl > LiF

CsF > CsCl > CsBr > CsI

U  k / r+ + r-

ΔHhid (k’ / r+ ) + (k’’/ r- )

r+ << r- ise örgü enerjisi değişmez

hidrasyon enerjisi artar.

Aynı yüke sahip iyonların çözünürlüğü düşüktür.


  • Login