ChemistryEnergéticaA-Level
EdexcelAQAOCRAPOntarioCBSEAbiturBaccalauréat Général

Ciclo de Born-Haber

Calcular la entalpía reticular usando la Ley de Hess.

Understand the formulaSee the free derivationOpen the full walkthrough
Open Full WalkthroughTry Calculator

This public page keeps the free explanation visible and leaves premium worked solving, advanced walkthroughs, and saved study tools inside the app.

Core idea

Overview

El ciclo de Born-Haber es una aplicación termoquímica de la Ley de Hess utilizada para calcular la energía reticular de los sólidos cristalinos iónicos. Relaciona la entalpía estándar de formación de un compuesto iónico con la energía requerida para atomizar e ionizar los elementos constituyentes.

When to use: Use este ciclo cuando la medición experimental directa de la entalpía reticular no sea factible. Es aplicable para calcular cualquier componente energético faltante de la formación de un compuesto iónico cuando se conocen los otros valores termodinámicos.

Why it matters: Este ciclo permite a los científicos evaluar la fuerza de los enlaces iónicos y la estabilidad de los cristales. Las discrepancias entre la energía reticular teórica y los valores derivados del ciclo a menudo revelan el grado de carácter covalente en un enlace.

Symbols

Variables

= Enthalpy of Formation, (M) = Atomization (Metal), (X) = Atomization (Non-metal), IE = Ionization Energy, EA = Electron Affinity

Enthalpy of Formation
kJ/mol
Atomization (Metal)
kJ/mol
Atomization (Non-metal)
kJ/mol
IE
Ionization Energy
kJ/mol
EA
Electron Affinity
kJ/mol
Lattice Enthalpy
kJ/mol

Walkthrough

Derivation

Comprendiendo el ciclo de Born-Haber

Aplica la Ley de Hess para calcular la entalpía reticular dividiendo la formación de sólidos iónicos en pasos gaseosos.

  • Los pasos del ciclo son teóricos y utilizan valores estándar de entalpía.
1

Utilizar la Ley de Hess alrededor del ciclo:

La entalpía de formación es igual a la suma de los pasos intermedios más la entalpía reticular (con los signos correctos).

Note: Los pasos exactos dependen del compuesto iónico (número de ionizaciones/afinidades electrónicas).

Result

Source: OCR A-Level Chemistry A — Energetics (Born–Haber cycles)

Free formulas

Rearrangements

Solve for

Despejar Delta Hf^theta

Comience con la ecuación general del ciclo de Born-Haber y amplíe sus términos para definir la entalpía de formación estándar para un compuesto iónico específico.

Difficulty: 2/5

Solve for

Despejar Lattice Enthalpy

Reorganice la ecuación del ciclo de Born-Haber para aislar la entalpía de la red ( ), ampliando los términos generales en componentes específicos para el metal y el no metal.

Difficulty: 2/5

The static page shows the finished rearrangements. The app keeps the full worked algebra walkthrough.

Visual intuition

Graph

Graph type: linear

Why it behaves this way

Intuition

Imagine un ciclo energético cerrado, como un viaje de varias etapas, donde el cambio de energía total para formar un compuesto iónico a partir de sus elementos es la suma de los cambios de energía para cada paso intermedio de atomización

Term
Entalpía estándar de formación
El cambio de energía neto para la reacción química general de formar el compuesto iónico a partir de sus elementos básicos en sus estados estándar.
Term
Entalpía de atomización
El costo energético de romper la forma elemental (por ejemplo, enlaces metálicos en Na, enlaces covalentes en Cl2) para obtener átomos gaseosos aislados e individuales listos para reaccionar. Este paso siempre requiere un aporte de energía.
Term
Energía de ionización
El costo energético de crear un ion positivo a partir de un átomo gaseoso neutro eliminando un electrón. Refleja qué tan fuertemente está sujeto el electrón más externo por el núcleo y siempre requiere un aporte de energía.
Term
Afinidad electrónica
El cambio de energía asociado con la creación de un ion negativo a partir de un átomo gaseoso neutro añadiendo un electrón. Un valor negativo significa que se libera energía (favorable), mientras que un valor positivo significa que se requiere energía.
Term
Entalpía reticular (entalpía de formación de red)
La energía liberada cuando los iones gaseosos positivos y negativos se juntan para formar la red cristalina estable. Un valor más negativo indica atracciones electrostáticas más fuertes y un cristal más estable.

Free study cues

Insight

Canonical usage

Todos los términos en la ecuación del ciclo de Born-Haber representan cambios de entalpía y deben expresarse en unidades de energía molar consistentes, típicamente joules por mol o kilojóules por mol.

Ballpark figures

  • Quantity:
  • Quantity:
  • Quantity:
  • Quantity:
  • Quantity:

One free problem

Practice Problem

Calcule la entalpía reticular (LE) para el cloruro de sodio (NaCl) utilizando los siguientes datos termoquímicos: entalpía de formación (Hf) = -411 kJ/mol, entalpía de atomización de Na (HatM) = 107 kJ/mol, entalpía de atomización de Cl (HatX) = 121 kJ/mol, primera energía de ionización de Na (IE) = 496 kJ/mol, y afinidad electrónica de Cl (EA) = -349 kJ/mol.

Hint: Reorganice la ecuación a LE = Hf - (HatM + HatX + IE + EA).

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Where it shows up

Real-World Context

En el caso de explaining why NaCl is stable, Born-Haber Cycle se utiliza para calcular Lattice Enthalpy from Enthalpy of Formation, Atomization (Metal), and Atomization (Non-metal). El resultado importa porque ayuda a conectar las cantidades medidas con el rendimiento de reacción, concentración, cambio de energía, tasa o equilibrio.

Study smarter

Tips

  • Asegúrese de que la estequiometría sea correcta: si la fórmula es MX₂, asegúrese de duplicar la EA y usar los valores de atomización apropiados.
  • La entalpía reticular y la entalpía de formación son casi siempre negativas (exotérmicas).
  • La energía de ionización siempre es positiva (endotérmica), mientras que la afinidad electrónica suele ser negativa para el primer electrón.
  • Verifique que todos los valores usen unidades consistentes, típicamente kJ/mol.

Avoid these traps

Common Mistakes

  • Errores de signo (endo vs. exo).
  • Olvidar la atomización de elementos diatómicos.
  • Valores de afinidad electrónica incorrectos.

Common questions

Frequently Asked Questions

Aplica la Ley de Hess para calcular la entalpía reticular dividiendo la formación de sólidos iónicos en pasos gaseosos.

Use este ciclo cuando la medición experimental directa de la entalpía reticular no sea factible. Es aplicable para calcular cualquier componente energético faltante de la formación de un compuesto iónico cuando se conocen los otros valores termodinámicos.

Este ciclo permite a los científicos evaluar la fuerza de los enlaces iónicos y la estabilidad de los cristales. Las discrepancias entre la energía reticular teórica y los valores derivados del ciclo a menudo revelan el grado de carácter covalente en un enlace.

Errores de signo (endo vs. exo). Olvidar la atomización de elementos diatómicos. Valores de afinidad electrónica incorrectos.

En el caso de explaining why NaCl is stable, Born-Haber Cycle se utiliza para calcular Lattice Enthalpy from Enthalpy of Formation, Atomization (Metal), and Atomization (Non-metal). El resultado importa porque ayuda a conectar las cantidades medidas con el rendimiento de reacción, concentración, cambio de energía, tasa o equilibrio.

Asegúrese de que la estequiometría sea correcta: si la fórmula es MX₂, asegúrese de duplicar la EA y usar los valores de atomización apropiados. La entalpía reticular y la entalpía de formación son casi siempre negativas (exotérmicas). La energía de ionización siempre es positiva (endotérmica), mientras que la afinidad electrónica suele ser negativa para el primer electrón. Verifique que todos los valores usen unidades consistentes, típicamente kJ/mol.

References

Sources

  1. Atkins' Physical Chemistry
  2. IUPAC Gold Book
  3. Wikipedia: Born-Haber cycle
  4. P. W. Atkins, J. de Paula, J. Keeler, Atkins' Physical Chemistry, 11th ed., Oxford University Press, 2018
  5. Atkins' Physical Chemistry, 11th Edition
  6. IUPAC Gold Book (Compendium of Chemical Terminology)
  7. OCR A-Level Chemistry A — Energetics (Born–Haber cycles)