जालक ऊर्जा

रसायन विज्ञान में जालक ऊर्जा (अंग्रेज़ी: Lattice energy) अपने घटक आयनों से एक मोल क्रिस्टलीय आयनिक यौगिक के बनने पर होने वाला ऊर्जा परिवर्तन है, जो प्रारंभ में गैसीय अवस्था में माने जाते हैं। यह उन संसंजक बलों का माप है जो आयनिक ठोसों को बांधते हैं। जालक ऊर्जा का आकार घुलनशीलता, कठोरता और अस्थिरता सहित कई अन्य भौतिक गुणों से जुड़ा होता है। चूँकि इसे आम तौर पर सीधे मापा नहीं जा सकता, जालक ऊर्जा आमतौर पर बोर्न-हैबर चक्र के माध्यम से प्रयोगात्मक डेटा से निकाली जाती है।

जालक ऊर्जा और जालक एन्थैल्पी

सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल जालक

जालक ऊर्जा की अवधारणा मूल रूप से रॉकसाल्ट (NaCl) और स्फालराइट (ZnS) जैसी संरचनाओं वाले यौगिकों के निर्माण के लिए लागू की गई थी, जहां आयन उच्च-समरूपता क्रिस्टल जालक साइटों पर कब्जा करें। NaCl के मामले में, जालक ऊर्जा प्रतिक्रिया का ऊर्जा परिवर्तन है:

Na⁺ (g) + Cl⁻ (g) → NaCl (s)

जिसकी मात्रा −786 kJ/mol है।

रसायन विज्ञान की कुछ पाठ्यपुस्तकें साथ ही व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला रसायन विज्ञान और भौतिकी की सीआरसी हैंडबुक जाली ऊर्जा को विपरीत चिह्न से परिभाषित करें, यानी वैक्यूम, एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया में क्रिस्टल को असीम रूप से अलग किए गए गैसीय आयनों में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा के रूप में। इस परिपाटी के बाद, NaCl की जालक ऊर्जा +786 kJ/mol होगी। दोनों संकेत सम्मेलनों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

दबाव पर जाली ऊर्जा और जाली एन्थैल्पी के बीच का संबंध $P$ निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया गया है:

$\Delta U_{lattice}=\Delta H_{lattice}-P\Delta V_{m}$, जहां $\Delta U_{lattice}$ जाली ऊर्जा है (यानी, दाढ़ आंतरिक ऊर्जा परिवर्तन), $\Delta H_{lattice}$ जाली एन्थैल्पी है, और $\Delta V_{m}$ जाली के निर्माण के कारण दाढ़ की मात्रा में परिवर्तन। चूँकि ठोस का मोलर आयतन गैसों की तुलना में बहुत छोटा होता है, $\Delta V_{m}<0$। वैक्यूम में आयनों से क्रिस्टल जाली के निर्माण में शामिल शुद्ध आकर्षक बलों के कारण आंतरिक ऊर्जा कम होनी चाहिए, और इसलिए $\Delta U_{lattice}<0$। $-P\Delta V_{m}$ शब्द सकारात्मक है लेकिन कम दबाव पर अपेक्षाकृत छोटा है, और इसलिए जाली एन्थैल्पी का मान भी नकारात्मक है (और एक्सोथर्मिक)।