晶格能

晶格能又叫点阵能。它是在OK时 1mol离子化合物中的正、负离子从相互分离的气态结合成离子晶体时所放出的能量。用化学反应式表示时，相当于下面反应式的内能改变量。

aM z (气） bXz- (气）→ Ma Xb （晶体） U（晶格能）

晶格能也可以说是破坏 1mol晶体，使它变成完全分离的自由离子所需要消耗的能量。晶格能越大，表示离子键越强，晶体越稳定。 晶格能的数值有两个来源。第一是理论计算值。它是根据离子晶体模型，考虑其中任一离子跟周围异号离子间的吸引作用，以及跟其他同号离子间的排斥作用推导出下列近似公式计算得到的。

式中 Z是离子价数， R0 是一对离子间的平均距离， A是跟一定的晶格类型有关的常数， NA 是阿佛加德罗常数， m是跟离子的电子层构型有关的常数，它的值可取 5～ 12，ε 0 是真空电容率（ 8.85419× 10-12 库 -2 ·牛 -1 ·米 -2 ）。例如，氯化钠晶体的 Z =Z- =1， R0 =2.814× 10-10 m， m=8， A=1.7476，代入上述公式可得 U=755kJ/mol。第二是热化学实验值。设计一个热化学循环，然后根据实验测得的热化学量（如生成热、升华热、离解热、电离能、电子亲合势）进行计算。 影响晶格能大小的因素主要是离子半径、离子电荷以及离子的电子层构型等。例如，随着卤离子半径增大，卤化物的晶格能降低；高价化合物的晶格能远大于低价离子化合物的晶格能，如 UTiN ＞ UMgO ＞ UNaCl 。此外， Cu 和 Na 半径相近、离子电荷相同，但 Cu 是 18电子构型，对阴离子会产生极化作用，因此 UCu2S ＞ UNa2S 。 离子化合物都有较高的熔点和沸点，这是和它们离子晶体有很大的晶格能有关。由于 UMgO ＞ UNaF ， MgO的熔点（ 2800℃）比 NaF的熔点（ 988℃）高得多。 晶格能的大小决定离子晶体的稳定性，用它可以解释和预言离子晶体的许多物理和化学性质。例如，根据晶格能大小可以求得难以从实验测出的电子亲和势，可以求得离子化合物的溶解热，并能预测溶解时的热效应。