กำรรวมตัวกันของไอออนบวกกบั ไอออนลบ 01 กลำยเปน็ สำรประกอบไอออนิก 02 03 เป็นปฏิกริ ยิ ำดูดหรือคำยควำมร้อน ? 04
พลังงานเกยี่ วข้องกับ พลังงานโครงผลึก 01 การรวมตัวกันของ (Lattice energy) ไอออนบวกและ ไม่สามารถหาได้ จากการทดลอง ไอออนลบ 02 หาจาก “วฏั จกั ร บอร์น-ฮาเบอร”์ 5 03 (Born-Haber cycle) 04
ต้งั สมมติฐำนว่ำ 01 - การเกิดสารประกอบไอออนิก 02 ชนดิ หน่ึงๆ น้ันมีหลายขัน้ ตอน ขึ้นอยู่กบั สมบตั ิของ 03 สารต้งั ต้น 04 - ในแต่ละขัน้ ตอนมีการ เปล่ียนแปลงพลงั งานเกดิ ข้ึน ด้วยพลงั งานตา่ งๆ ทเ่ี กีย่ วข้อง Max Born Fritz Haber
ตัวอยำ่ ง วฏั จกั ร บอรน์ -ฮำเบอร์ (Born-Haber cycle) 01 02 03 04
พลังงำนทีเ่ กย่ี วข้อง เครื่องหมาย “+” เป็นการใชพ้ ลงั งาน (ดดู ความรอ้ น) ในแตล่ ะข้นั ตอน เครือ่ งหมาย “-” เป็นการให้พลงั งาน (คายความร้อน) =พลงั งานท่ี 1. พลังงานทเี่ กยี่ วขอ้ งกบั โลหะ 01 02 เกยี่ วขอ้ งกบั การ + 03 เกดิ สารประกอบ 04 2. พลังงานทเี่ กย่ี วขอ้ งกบั อโลหะ ไอออนิกโดยตรง + 3. พลงั งานทเ่ี กยี่ วขอ้ งกบั ไอออนบวกและไอออนลบ
วฏั จกั ร บอรน์ -ฮำเบอร์ (Born-Haber cycle) 01 02 1. พลังงานการระเหดิ (heat of sublimation) 03 04 2. พลังงานไอออไนเซชนั (ionization energy) 5 3. พลังงานพนั ธะ (bond energy) STEPS 4. พลังงานสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน (electron affinity) 5. พลังงานโครงผลึก/พลงั งานแลตทิช (Lattice energy)
กระบวนกำรสร้ำง (ฉบับย่อ) สำรประกอบไอออนิก 5 STEPS พลังงานทเ่ี กย่ี วขอ้ งกบั โลหะ = พลงั งานการระเหดิ 01 (heat of sublimation : Hsub) 02 1 โลหะ(s) โลหะ(g) = พลงั งานไอออไนเซชนั 03 โลหะ(g) โลหะไอออนบวก(g) + ne- (Ionization energy : IE) 04 2 พลังงานทเี่ กยี่ วขอ้ งกบั อโลหะ = พลงั งานพันธะ (bond energy) X2(g) 2X(g) X(g) + me- Xm-(g) = พลังงานสมั พรรคภาพอเิ ลก็ ตรอน (Electron affinity : EA) *หมายเหตุ : m และ n หมายถงึ จานวนอิเลก็ ตรอน
กระบวนกำรสร้ำง (ฉบับย่อ) 01 02 สำรประกอบไอออนิก 5 STEPS 03 04 พลงั งานทเี่ กย่ี วขอ้ งกบั ไอออนบวกและไอออนลบ 3 โลหะไอออนบวก(g) + อโลหะไอออนลบ(g) สารประกอบไอออนิก(s) = พลงั งำนโครงผลกึ หรอื พลงั งำนแลตทชิ (Lattice energy: U)
ตัวอยำ่ ง ปฏิกริ ยิ ำกำรเกดิ สำรประกอบ NaCl Na(s) + 12Cl2(g) → NaCl(s) ∆Hf = -411 kJ/mol วั ด ไ ด้ ย า ก ใ น ท า ง ป ฏิ บั ติ
กระบวนกำรสร้ำง (ฉบับเตม็ ) 01 สำรประกอบไอออนกิ 5 STEPS 02 03 ตั ว อ ย่ า ง การเกดิ ผลกึ NaCl 04 1. โลหะโซเดียมสถานะของแข็งระเหิดกลายเป็นแกส๊ ดูดพลงั งาน 107 kJ/mol เรยี ก พลังงานขัน้ น้ีว่า พลงั งานการระเหิด (heat of sublimation) 2. อะตอมโซเดยี มในสถานะแกส๊ เสยี อเิ ล็กตรอนกลายเป็น Na+ ดูดพลังงาน 497 kJ/mol เรียก พลังงานขัน้ นวี้ ่า พลังงานไอออไนเซชนั (ionization energy)
กระบวนกำรสรำ้ ง (ฉบบั เต็ม) 01 สำรประกอบไอออนกิ 5 STEPS 02 03 3. โมเลกลุ แก๊สคลอรนี สลายพันะ Cl-Cl ไดอ้ ะตอมคลอรีน 2 อะตอมในสถานะแกส๊ 04 ดดู พลังงาน = 242 kJ/mol เรียกพลงั งานข้นั น้วี า่ พลงั งานพนั ธะ (bond energy) แต่เน่อื งจาก NaCl 1 โมล ประกอบไปดว้ ย Cl- 1 โมลไอออน ดังน้นั พลังงานทใี่ ช้ในข้นั น้จี ะเป็น ครึ่งหนง่ึ ของพลังงานการสลายพนั ธะตอ่ โมลของ Cl2 นน่ั คอื จะใชพ้ ลงั งาน 121 kJ
กระบวนกำรสรำ้ ง (ฉบับเต็ม) 01 สำรประกอบไอออนกิ 5 STEPS 02 4. อะตอมคลอรนี ในสถานะแกส๊ เม่อื รบั e- ทีห่ ลุดออกจากอะตอมโซเดียมแลว้ กลายเปน็ Cl- จะคายพลงั งาน 349 kJ/mol เรยี ก พลงั งานข้นั น้ีว่า พลังงานสมั พรรคภาพอเิ ลก็ ตรอน (electron affinity) 5. เม่ือโซเดียมไอออนกบั คลอไรดไ์ อออนในสถานะแกส๊ ยดึ กนั เปน็ ผลกึ โซเดยี มคลอไรด์ 03 จะคายพลังงานออกมา พลงั งานข้นั นว้ี า่ พลังงานโครงผลกึ /พลงั งานแลตทชิ (Lattice energy) 04
NOTE 01 02 พลังงานการเกดิ = 03 04 หรือเขยี นยอ่ ๆ เปน็
ต ร ว จ ส อ บ ค ว า ม เ ข้ า ใ จ ข้นั ตอนใด ในตาราง สัมพนั ธ์กับพลังงาน ข้ัน กระบวนการเกดิ ∆H ชอื่ พลงั งาน ทีก่ าหนดให้ต่อไปน้ี ท่ี (kJ/mol) ก. พลังงานพนั ธะ Cl-Cl 1 Na(s) Na(g) +107 ข. พลงั งานแลตทซิ ของ NaCl 2 Na(g) Na+(g) + e- +496 ค. พลงั งานการระเหดิ ของ Na 3 1 Cl2(g) Cl(g) +121 2 -349 ง. สมั พรรคภาพอิเลก็ ตรอนของ Cl 4 Cl(g) + e- Cl-(g) จ. พลงั งานไออไนเซชัน 5 Na+(g) + Cl-(g) NaCl(s) -787
ตวั อยำ่ ง กำรเกิดสำรประกอบ NaCl 01 02 Na(s) + 21Cl2(g) → NaCl(s) 03 04 ∆Hf = -411 kJ/mol
ตวั อย่ำง กำรเกิดสำรประกอบ NaCl ข้นั ท่ี กระบวนการเกดิ ∆H(kJ/mol) ชื่อพลงั งาน +107 1 Na(s) Na(g) +496 01 +121 02 2 Na(g) Na+(g) + e- -349 03 -788 04 3 1 Cl2(g) Cl(g) 2 4 Cl(g) + e- Cl-(g) 5 Na+(g) + Cl-(g) NaCl(s) ปฏิกริ ิยารวม :
ตวั อยำ่ ง กำรเกดิ สำรประกอบ NaCl ปฏกิ ริ ยิ ารวม : Na(s) + 1 Cl2(g) NaCl(s) 2 จะได้ : 01 02 แ ท น ค่ า 03 04
กำรเขียนวฏั จกั ร บอร์น-ฮำเบอร์ (Born-Haber cycle) 01 02 03 04
Search
