Химическая связь в курсе неорганической химии (ионная связь). Часть 3. Гончаров Е.Г - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

23
Ýíåðãèþ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè ìîæíî òàêæå ðàññ÷èòàòü íà îñíî-
âàíèè öåëîãî ðÿäà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ, èñïîëüçóÿ äëÿ ýòîãî çà-
êîí Ãåññà, âåðíåå îäèí èç åãî âàðèàíòîâ, íàçûâàåìûé öèêëîì Áîðíà
Ãàáåðà. Ðàçáåðåì ýòîò öèêë íà ïðèìåðå õëîðèäà êàëèÿ:
()
()
)
ã
(
K
ãÊ
K
)
K
(
J
Ê
)
òâ
(
ñóáë
+
∆Η
→→
+ +
)
òâ
(
0
U
→
∆−
)
ã
(
Cl
)
ã
(
Cl
)
ã
(
Cl
2
1
)
Cl
(
E
)
Cl
(
Å
2
/
1
2
ñð
2
äèññ
−
−
→→
)
KCl
(
îáð
∆Η−
 ðàìêàõ ýòîãî öèêëà ìîæíî ïåðåéòè îò èñõîäíûõ êîìïîíåíòîâ
(Ê(òâ)+1/2Cl
2
(ã)) ê êîíå÷íîìó ïðîäóêòó (KCl(òâ)) ïðÿìûì ïóòåì. Ýòîò
ïóòü ÿâëÿåòñÿ ðåàêöèåé îáðàçîâàíèÿ õëîðèäà êàëèÿ èç ïðîñòûõ âåùåñòâ
(Ê(òâ)+1/2Cl
2
(ã)→ÊCl(òâ), è ýòîìó ïðîöåññó ñîîòâåòñòâóåò ýíåðãåòè÷åñ-
êèé ýôôåêò (ýíòàëüïèÿ îáðàçîâàíèÿ) ∆Í
îáð
(KCl).
Ïî âòîðîìó íàïðàâëåíèþ ìû ïåðåõîäèì îò òâåðäîãî ìåòàëëè÷åñêîãî
êàëèÿ è ãàçîîáðàçíîãî õëîðà ê êðèñòàëëè÷åñêîìó õëîðèäó êàëèÿ ñòàäèé-
íûì ïóòåì. Ýòîò ïóòü ñîñòîèò â ïîñëåäîâàòåëüíîì ïðåâðàùåíèè êàëèÿ è
õëîðà â ñîñòîÿíèå èîíîâ Ê
+
è Ñl
-
. Ïðè ýòîì êàëèé âíà÷àëå ñóáëèìèðóåò, à
çàòåì èîíèçèðóåòñÿ, à ìîëåêóëà õëîðà ñíà÷àëà äèññîöèèðóåò (ó÷èòûâàåò-
ñÿ 1/2Å
äèññ
, òàê êàê ðàññìàòðèâàåòñÿ îäèí àòîì), à ïîñëå ýòîãî ê àòîìó õëî-
ðà ïðèñîåäèíÿåòñÿ îäèí ýëåêòðîí (ýíåðãèÿ ñðîäñòâà ê ýëåêòðîíó). Çàòåì,
â ñîîòâåòñòâèè ñ îïðåäåëåíèåì ýíåðãèè êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè, èç ãà-
çîîáðàçíûõ èîíîâ îáðàçóåòñÿ êðèñòàëëè÷åñêèé KCl (ýòîìó ïðîöåññó ñî-
îòâåòñòâóåò âûäåëåíèå ýíåðãèè ∆U
0
). Âñå óêàçàííûå ïðîìåæóòî÷íûå
ñòàäèè ìîæíî îïðåäåëèòü ýêñïåðèìåíòàëüíî (êðîìå ∆U
0
).
 ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì Ãåññà òåïëîâîé ýôôåêò ðåàêöèè íå çàâèñèò
îò ïóòè åå îñóùåñòâëåíèÿ, à îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî íà÷àëüíûì è êîíå÷íûì
ñîñòîÿíèåì ñèñòåìû. Ïîýòîìó òåïëîâîé ýôôåêò ïðÿìîãî ïóòè ðàâåí ñóì-
ìàðíîìó òåïëîâîìó ýôôåêòó âòîðîãî (ñòàäèéíîãî) ïðîöåññà. Ñëåäîâà-
òåëüíî, ìîæíî çàïèñàòü:
-∆Í
îáð
(KCl)=∆Í
ñóáë
(Ê)+J(K)+1/2E
äèññ
(Cl
2
)-Å
ñð
(Cl)-∆U
0
(KCl)
èëè (15)
-∆U
0
=-∆H
îáð
(KCl) ∆H
ñóáë
(Ê)  J(Ê)  1/2Å
äèññ
(Cl
2
)+Å
ñð
(Cl).
↑
   ���������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
���� ������� ������� ����� ��� ���� ����������� ����������� ������� ������ �
����������������������������������������������������
                  (� )→
               ∆Η                        (� )    J (K ) → K + (� )
                   ����
   K ( �� )                         �
   ��                                   ���                         −∆
                                                                        U0
                                                                           → KCl( ��)
   1 Cl 2 (� )  1/ 2 � ( Cl2 ) → Cl(� )  −E ��(                      ↑
                                                            → Cl −(� )
                        ����                           Cl )
    2

                                −∆Η ��� (KCl)

   �� ������� ������ ������ ������ �������� ��� ��������� �����������
������������������ �� ���������� ��������� ���������� ������� ������� ����
�������������������������������������������������������������������
����������������→ ����������������������������������������������������
�����������������������������������∆����������
   ���������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
������������ ���������� �������� �∆����� ���� ���������� �������������
������������������������������������������������∆����
   �����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
�������� ���������� �������� �������� ������������� ���������� ��������
�����������������������
   �∆����������∆������������������������������������∆�������
   ���                                                         ������������
               ���          ����              ����       ��
   �∆����∆� ��������∆� ����������������� ������� �����

                                                                                        ��

Страницы