Sare-energia: berrikuspenen arteko aldeak

[[Kimika|Kimikan]]n, '''sare-energia''' [[Lotura ioniko|konposatu ioniko]] baten [[Ioi|ioiakioi]]ak askatzeko behar den energia da. Haren unitatea [[Nazioarteko Unitate Sistema|nazioarteko sisteman]] kJ/mol da eta hortaz, sare-energia [[mol]] bat konposatu ionikotik ioiak erauzteko beharrezko energiatzat har dezakegu. Sare-energia funtsezkoa da kristal ioniko baten egonkortasunean, izan ere, honen arabera ezaugarri batzuk edo besteak izango ditu konposatuak [[Gogortasun|gogortasunarigogortasun]]ari edo [[Disolbagarritasun|disolbagarritasunaridisolbagarritasun]]ari dagokionean, besteak beste.

Sare-energia ezin da zuzenean neurtu, hala ere, konposatuaren egitura eta [[Formulaformula kimiko|formula kimikoa]]a ezagutzen badira, bere balioa kalkulatu daiteke, zehaztasun handiagoarekin edo txikiagoarekin. Balio hori lortzeko [[Lotura ioniko|eredu ionikoa]] oinarritzat hartu behar dugu, baina eredu hori, aldi berean, beste legeen artean, [[Coulomben legea|Coulomben legean]]n oinarritzen da. Bestalde, ziklo termodinamikoak baliatuz ere kalkula daiteke. Laburbilduz, bi modu ditugu sare-energia kalkulatzeko: [[Born-Landé ekuazioa]] eta [[Born-Haber zikloa]].

[[Max Born]] eta [[Alfred Landé]] kimikariek sare-energia definitzeko adierazi zuten ekuazioa da. Ekuazio hau kristal ionikoen [[Potentzial elektriko|potentzial elektrostatikoa]] aztertzetik ondorioztatu zen. Azterketa horretan, ioien arteko erakarpen eta aldarapen indarrak aintzakotzat hartu ziren. Ekuazioa hurrena da:<blockquote><math>U_s =- \frac{k \cdot Z_1 \cdot Z_2 \cdot e^2 \cdot N_A \cdot A}{r} \cdot (1-\frac{1}{n})</math></blockquote>Non <math>k</math> [[Coulomben konstantea]]<ref group="oh">[[Coulomben konstantea|Coulomben konstantearen]]ren balioa hurrena da: <math>9 \cdot 10^9 \frac {N \cdot m^2}{C^2}</math>, gutxi gorabehera. Balio zehatza ondorengoa da: 8,9875517873681764×10⁹ N·m²/C²</ref> den, <math>Z_1</math> eta <math>Z_2</math> ioien [[Karga elektriko|kargak]] diren, <math>e</math> [[Elektroi|elektroiarenelektroi]]aren karga den, <math>N_A</math> [[Avogadroren zenbakia]], <math>A</math> [[Madelungen konstantea]], <math>r</math> ioien artean dagoen distantzia eta <math>n</math> [[Bornen koefizientea]] edo konprimagarritasun-faktorea.

Ekuazio honek sare-energiaren azterketa kualitatiboa egiteko aukera ematen digu, baina horretarako ondorengoa hartu behar dugu aintzakotzat:

* Ekuazioaren zeinu negatiboak sare-energia [[Erreakzio exotermiko|exotermikoa]] dela adierazten digu. Hala ere, azterketa kualitatiboa egiten dihardugunean balio absolutuak hartzen ditugu kontuan eta hauek zenbat eta handiagoak izan, orduan eta handiagoa izango da kristal ionikoaren egonkortasuna.

* <math>N_A</math>, <math>k</math> eta <math>e</math> [[Konstante (matematika)|konstanteak]] direnez, ez daude kristal ionikoen ezaugarrien mende.

* <math>A</math> eta <math>n</math> eratuko den sare kristalino motaren araberakoak direnez, ioien sare kristalinoak berdinak edo antzekoak badira, baztergarritzat har ditzakegu.

Adierazpen orokor horretatik sinpleago bat atera dezakegu eta bertatik zenbait ondorio atera: <blockquote><math>| U_s |=\frac {Z_1 \cdot Z_2}{r}</math> </blockquote>Non <math>Z_1</math> eta <math>Z_2</math> ioien kargak diren eta <math>r</math> ioiak banatzen dituen distantzia.

Hortaz, kargak zenbat eta handiagoak izan, sare-energia ere handiagoa izango da eta egitura ionikoaren egonkortasuna areagotuko da. Aitzitik, ioiak elkarrengandik urrunduz gero, sare-energia ere murriztu egingo da eta berarekin batera, konposatuaren egonkortasuna.

Born-Haber zikloak sare-energia [[Termokimika|termokimikarentermokimika]]ren ikuspegitik azaltzen du eta era kuantitatiboan aztertzeko baliagarria da. Zikloa azaldu aurretik, garrantzitsua da gogoratzea sare-energia esperimentalki zehaztu daitekeela, zeharkako bide bat erabiliz, [[Hess-en legea]] oinarritzat hartuta, zeina termodinamikaren lehen printzipioan oinarrituta dagoen. Bide honetatik aurrera egiteko baliatzen da Born-Haber zikloa. Metodo hau ziklo termodinamiko bat ebaluatzean datza; ziklo hori burutzeko hasierako atomoei, egoera naturalean daudenei, konposatu ionikoa osatu arte ematen zaizkien edo askatzen dituzten energiak aintzakotzat hartu behar dira. Ondoren, aipatutako prozesuan parte-hartzen duten energien guztizko baliotik abiatuta, sare-energiaren balioa ondorioztatzeko gai izango gara. Bitarteko prozesu horiek honakoak dira:

# Atomoak naturan duten [[Materiaren egoera|egoera fisikotik]] (ohiko egoera) [[Gas|gas egoerara]] heldu arteko prozesua. Prozesu honetan, sarritan, [[Sublimazio|sublimazioarisublimazio]]ari, [[Lurrunketa|lurrunketarilurrunketa]]ri edo [[Disoziazio (kimika)|disoziazioari]] loturiko energiak hartzen dira aintzakotzat. Zein energia mota kontuan hartu, hasierako agregazio egoerak zehaztuko du. Disoziazioari dagokionean, elementu diatomikoetan jazotzen da eta tarteko prozesutzat har genezake, izan ere, elementu hauek gas bihurtzean diatomiko izaten jarraitzen dute eta ostera, bigarren energia bati esker, banatuko dira.

# Gas egoerako elementuetatik abiatuta, [[Ioi|ioi egonkorren]] eraketa. Prozesu honetan [[Afinitateafinitate elektroniko|afinitate elektronikoak]]ak eta [[Ionizazioionizazio-potentzial|ionizazio-potentzialak]]ak parte-hartzen dute.

# Gas egoerako ioi egonkorretatik abiatuta, sare kristalinoaren eraketa. Hauxe da sare-energia, ez metalez eta metalez osaturiko sare kristalinoa eratzen den momentuan askatzen dena.