Énergie réticulaire

La stabilité d'un cristal est caractérisée par son énergie réticulaire E_r, qui est l'énergie nécessaire pour décomposer une mole d'un solide cristallisé en ses constituants en phase gazeuse. Plus E_r est importante, plus le solide est stable. L'énergie réticulaire est une énergie interne $\Delta _{\text{r}}U^{0}$ définie à T = 0 K.

La technique la plus courante pour calculer l'énergie réticulaire consiste à réaliser le cycle de Born-Haber, qui exploite plusieurs composantes énergétiques connues pour calculer celles inconnues. Ces composantes peuvent être de plusieurs types :

• l'affinité électronique (AE) est définie comme l'énergie nécessaire pour arracher un électron d'un anion en phase gazeuse, en formant un atome neutre ou un anion à charge inférieure. Dans le cas de l'ion chlorure :

Cl⁻ _(g) → Cl _(g) + e⁻

AE (Cl) = +348,6 kJ mol⁻¹

• l'énergie d'ionisation ou potentiel d'ionisation (EI) est l'énergie nécessaire pour éjecter un des électrons d'un atome neutre, en formant un cation. Dans le cas de l'atome du sodium :

Na _(g) → Na⁺ _(g) + e⁻

EI (Na) = +496 kJ mol⁻¹

• l'énergie standard de dissociation ou énergie standard de liaison ($D^{0}$) est l'énergie nécessaire pour rompre une liaison entre deux atomes. Dans le cas de la molécule de dichlore :

Cl_2(g) → 2Cl _(g)

$D^{0}$ (Cl₂) = +238,4 kJ mol⁻¹

• l'énergie standard de sublimation ($\Delta H_{\text{sublim}}^{0}$) est l'énergie nécessaire pour sublimer une mole du constituant. Dans le cas du sodium :

Na _(s) → Na _(g)

$\Delta H_{\text{sublim}}^{0}$ = +105,7 kJ mol⁻¹

• l'énergie standard de formation ($\Delta H_{\text{f}}^{0}$) est l'énergie nécessaire pour former un composé à partir de ses éléments pris dans leur état de référence (corps pur le plus stable à la température considérée, ici 298 K). Dans le cas du chlorure de sodium :

Na _(s) + ½ Cl _2(g) → NaCl _(s)

$\Delta H_{\text{f}}^{0}$ = −413 kJ mol⁻¹