Energía reticular

La energía reticular o energía de red (${displaystyle U_{0}}$) es la energía requerida para formar un mol de un compuesto sólido iónico a partir de sus iones gaseosos. Muestra la estabilidad de la red cristalina. La energía reticular presenta dimensiones de energía/mol y las mismas unidades que la entalpía estándar (kJ/mol), pero de signo contrario, es decir: ${displaystyle Delta H^{ m {o}}=-U_{0}}$

No es posible medir la energía reticular directamente. Sin embargo, si se conoce la estructura y composición de un compuesto iónico, puede calcularse, o estimarse, mediante la ecuación que proporciona el modelo iónico y que se basa entre otras leyes en la ley de Coulomb. Alternativamente, se puede calcular indirectamente a través de ciclos termodinámicos.

El modelo iónico, es decir, el que considera al sólido iónico como formado por cationes y aniones unidos por fuerzas electrostáticas, es un caso límite de enlace en sólidos y es válido, solamente, cuando existe una gran diferencia de electronegatividad entre ambos elementos.

En un sólido idealmente iónico, los electrones se encuentran completamente localizados en los iones correspondientes y sujetos sólo a la influencia de sus núcleos respectivos. No existe deslocalización de electrones como en el caso de los sólidos metálicos ni compartición de los mismos como en los sólidos covalentes. Como consecuencia de esta estricta localización de los electrones, los sólidos iónicos no conducen la corriente eléctrica, por lo que son aislantes.

La ecuación (ecuación de Born-Landé) que resulta de aplicar dicho modelo resulta ser:

Donde ${displaystyle N_{a}}$ es el número de Avogadro, ${displaystyle A}$ la constante de Madelung, que varía dependiendo de la estructura del compuesto iónico, ${displaystyle Z^{+}}$ la carga del catión y ${displaystyle Z^{-}}$ la carga del anión, ${displaystyle q}$ la carga del electrón, ${displaystyle varepsilon _{0}}$ la permitividad del vacío, ${displaystyle d_{0}}$ la distancia entre el anión y el catión y ${displaystyle n}$ los exponentes de Born.

La energía de red también se puede determinar experimentalmente de un modo indirecto aplicando la ley de Hess, que es un caso particular del primer principio de la termodinámica. En este caso se usa el llamado ciclo de Born-Haber que consiste en evaluar un ciclo termodinámico que es el resultado de considerar, o bien la energía puesta en juego en la formación del compuesto iónico sólido por un camino directo, es decir, a partir de los elementos que forman el compuesto en su estado estándar, o bien la energía transferida en la formación de dicho compuesto a partir de sus elementos en estado estándar pero a través de un camino indirecto que comprende varias etapas: