
【化】 lattice energy
crystal lattice
【计】 crystal lattice
【化】 crystal lattice; lattice
ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【医】 energy
晶格能(Lattice Energy),在汉英词典中通常定义为:离子晶体中,气态正、负离子结合形成1摩尔晶体时所释放的能量(The energy released when one mole of a crystalline ionic compound is formed from its gaseous ions)。它是衡量离子键强度和晶体稳定性的关键物理量,数值越大表明离子键越强,晶体越稳定。
物理意义
晶格能本质上是离子间静电吸引与排斥作用达到平衡时的总势能。其计算基于库仑定律,与离子电荷数成正比,与离子间距成反比。例如,NaCl晶格能较高(约787 kJ/mol),反映其高熔点(801°C)和强离子键特性 。
计算方法
常用玻恩-哈伯循环(Born-Haber cycle)通过热化学数据间接计算,或通过玻恩-兰德公式(Born-Landé equation)直接理论推导:
$$ U = frac{N_A M z^+ z^- e}{4piepsilon_0 r_0} left(1 - frac{1}{n}right) $$
其中 (z) 为离子电荷,(r_0) 为离子间距,(n) 为玻恩指数 。
影响因素
晶格能可预测离子化合物的溶解性、熔点和硬度。高晶格能物质通常难溶于水(如CaCO₃),且熔点较高(如Al₂O₃熔点2072°C)。材料科学中,该参数用于设计耐高温陶瓷和电解质材料 。
来源说明
晶格能(Lattice Energy)是描述离子晶体中离子间相互作用强度的关键物理量,其定义为:在标准状态下,1摩尔离子晶体分解为完全自由的气态阳离子和阴离子时所需吸收的能量,单位为千焦/摩尔(kJ/mol)。它反映了离子键的强弱,是衡量离子晶体稳定性的重要指标。
晶格能本质上是离子晶体形成过程中释放的能量(或分解时吸收的能量)。其数值越大,说明离子间结合越紧密,晶体越稳定。例如,NaCl的晶格能约为787 kJ/mol,而MgO的晶格能高达3795 kJ/mol,因此MgO的熔点(2852°C)远高于NaCl(801°C)。
晶格能可通过玻恩-兰德方程(Born-Landé equation)估算: $$ E = frac{N_A A e z^+ z^-}{4pi epsilon_0 r_0} left(1 - frac{1}{n}right) $$ 其中:
若需进一步了解具体化合物的晶格能数值或实验测定方法,可参考固体化学教材或热力学数据手册。
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