Qarshi davlat universiteti kimyo kafedrasi noorganik kimyo fanidan

Ion bog‘lanishli birikmalarning energetikasi. Osh tuzining natriy metali va xlor molekulalaridan hosil bo‘lishi juda ko‘p miqdordagi energiya ajralib chiqishi bilan sodir bo‘ladi, buni manfiy ishorali yuqori entalpiya qiymati bilan ham tavsiflasa bo‘ladi (H_f = -410.9 кЖ/моль). Shu kabi, boshqa ion bog‘lanishli birikmalar boshqa moddalardan yuqori manfiy entalpiya bilan ajralib turadi. Qanday omil ion bog‘lanishli birikmalarni yuqori ekzotermik qiymatga ega ekanligini tushuntirib beradi?

Biz NaCl ni hosil bo‘lishini elektronning Na dan Cl ga ko‘chishi bilan tavsiflaymiz. Avvalgi darslardan bizga ma’lumki, atomdan elektron ajralib chiqishi doimo endotermik jarayon sifatida qaraladi. Masalan, Na dan Nа⁺ ga o‘tish uchun 496 kJ/mol issiqlik talab etiladi. Boshqa tarafdan, metalmaslarning o‘ziga elektron biriktirishi odatda issiqlik ajralib chiqishi bilan boradi (misol uchun Cl o‘ziga elektron biriktirishi 349 kJ/ mol). Yuqoridagi qiymatlarga ko‘ra elektronning Na dan Cl ko‘chishi ekzotermik jarayon emas, balki endotermik bo‘lishi kerak edi, ya’ni 496- 349 = 147 kJ/ mol talab etilishi kerak edi. Ammo bunda, ionlarning o‘zaro ta’siri hisobga olinmaydi va bu holat ion bog‘lanishli birikmalarga xos emas.

Ion bog‘lanishli birikmalarning yuqori turg‘unlikka ega bo‘lishi ionlarning o‘zaro tortilish kuchlari bilan tushuntirilib beriladi. Ion birikmalarning turg‘unligi, ularning yuqori kristall panjara energiyasi bilan tavsiflanadi, qaysiki qattiq ion bog‘lanishli birikmalarni gaz holatdagi ionlarga o‘tkazish uchun sarflanadigan energiya. Masalan, NaCl ni ionlarga ajratish uchun 788 kJ/ mol energiya talab etiladi va shu energiya kristall panjara energiyasi sifatida qaraladi.

NaCl_(қ) →Na⁺_(қ)+Сl^-_(г) ∆H= +788 кЖ/mol

E’tibor bersangiz, bu jarayonda juda ko‘p energiya talab etiladi. Nа⁺ va Cl^- ning o‘zaro ta’sirlashishi, ya’ni teskari jarayon sodir bo‘lishi natijasida, juda ko‘p miqdordagi issiqlik ajralib chiqadi (-788 кЖ/ моль).

Yuqori musbat qiymatlar, birikma tarkibidagi ionlarning yuqori tortishish kuchlari bilan belgilanadi. Qarama- qarshi zaryadli ionlarning bir-biriga tortishish energiyasi, ionlanish energiyasi qiymatidan yuqori bo‘lishi, ion bog‘lanishli birikmalarning ekzotermikligini ta’minlab beradi. Ion birikmalarining bunday yuqori tortish kuchiga ega ekanligi ularning qattiqligi, yuqori qaynash temperaturasi va mo‘rtligida aks etadi (masalan, NaCl ning qaynash temperaturasi 801^оC).

2-jadval.

Ba’zi ion bog‘li birikmalarning kristall panjara energiyalari.

Birikma	Panjara energiyasi, kJ / mol	Birikma	Panjara energiyasi, kJ/ mol
LiF	1030	MgCl2	2326
LiCl	834	SrCl2	2127
LiI	730
NaF	910	MgO	3795
NaCl	788	CaO	3414
NaBr	732	SrO	3217
NaI	682
KF	808	ScN	7547
KCl	701
KBr	671
CsCl	657
CsI	600

Ion bog‘lanishli birikmalarda kristall panjara energiyasining qiymati ionlarning zaryadi, ularning o‘lchami va kristall panjara turi bilan xarakterlanadi. Elektrostatik potensial qiymati zaryadlangan zarrachalarning o‘zaro ta’siri bilan aniqlanadi:

Yuqoridagi formuladan ko‘rinib turibdiki, kristall panjara energiyasining qiymati zarrachalarning qiymati o‘sishi bilan oshadi, ular orasidagi masofa ortishi bilan esa kristal panjara energiyasi kamayadi. Zarrachalar orasidagi masofa ortishi bilan ularning energiyasi kamayadi, demak davriy jadvalda guruh bo‘ylab yuqoridan pastga tushgan sari ularning kristall panjara energiyalari va bog‘ turg‘unligi ham kamayadi.

17-rasm. Kation va anion radiuslari o‘zgarishining kristall panjara qiymatiga ta’siri.