Ciclo de Born-Haber

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O Ciclo de Born-Haber é uma proposta para analisar a energia envolvida numa reação, desenvolvida em 1917 pelos cientistas alemães Max Born e Fritz Haber.

O ciclo de Born-Haber envolve a formação de um composto iônico a partir da reação de um metal (frequentemente um elemento do grupo 1 ou grupo 2) com um ametal. O ciclo de Born-Haber é usado principalmente como um método para calcular a entalpia reticular, a qual não pode ser mensurada diretamente.

A entalpia reticular é a formação de um composto iônico a partir de íons gasosos. Alguns químicos a definem como a energia necessária para quebrar o composto iônico, transformando-o em íons gasosos. A definição anterior é invariavelmente exotérmica, e a posterior endotérmica.

Um ciclo de Born-Haber calcula a entalpia reticular comparando a entalpia de formação do composto iônico (a partir dos elementos) com a entalpia necessária para transformá-los nos íons gasosos dos elementos. Esta é uma aplicação da lei de Hess.

É esse último cálculo que é complexo. Para fazer íons gasosos de elementos é necessário atomizar os elementos (transformar cada um em átomos gasosos) e então ionizar os átomos. Se o elemento é normalmente uma molécula, então temos que considerar sua entalpia de dissociação. A energia envolvida para remover elétrons, formando cátions, é chamada energia de ionização. A entalpia da adição de elétrons, transformando o átomo em ânion, é chamada de eletroafinidade.

Ciclo de Born-Haber para a formação de floreto de lítio.

Explicação do diagrama

  1. Entalpia de atomização do metal (nesse caso o lítio)
  2. Entalpia de ionização do metal
  3. Entalpia de atomização do ametal (nesse caso o floreto)
  4. Eletroafinidade do ametal
  5. Entalpia reticular

A soma das energias de cada passo do processo deve ser igual à entalpia de formação do metal e do ametal, \Delta\text{H}_{\text{f}}.

\Delta\text{H}_{\text{f}} = \text{V} + \frac{1}{2}\text{B} + \text{IE}_{\text{M}} - \text{EA}_\text{X} - \text{U}_\text{L}

V é a entalpia de vaporização para metais

B é a energia de ligação

\text{IE}_{\text{M}} é a energia de ionização para metais \text{M} + \text{IE}_\text{M} \to \text{M}^+ + \text{e}^-

\text{EA}_\text{X} é a afinidade eletrônica do ametal X

\text{U}_\text{L} é a energia reticular

A entalpia líquida de formação e as primeiras quatro entre as cinco energias podem ser determinadas experimentalmente, mas a energia reticular não pode ser diretamente medida. Em vez disso, a energia reticular é calculada subtraindo-se as outras quatro energias do ciclo de Born-Haber da entalpia líquida de formação.[1]

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. MOORE, John W. STANITSKI, Conrad L. JURS, Peter C.. Chemistry: The Molecular Science. (em inglês). 3. ed. [S.l.]: Cengage Learning, Inc, 2007. 320-321 pp. ISBN 978-0495-10521-3.

Ver também[editar | editar código-fonte]