Gitterenergie
Was verstehst du unter der Gitterenergie? Das, und was der entscheidende Unterschied zur Gitterenthalpie ist, erfährst du hier im Beitrag und im Video !
Inhaltsübersicht
Was ist Gitterenergie?
Die Gitterenergie ist die Energie, die benötigt wird, um die Bindungen in einem Ionengitter zu brechen und die einzelnen Ionen in einen gasförmigen Zustand zu bringen. Diese Energie wird auch als Gitterdissoziationsenergie bezeichnet und wird in Kilojoule je Mol mol/kJ angegeben.
Somit ist die Gitterenergie auch eine Form der Bindungsenergie. Andersherum gibt dir die negative Gitterenergie die freigesetzte Energie bei der Bildung eines Kristallgitters aus Teilchen, die in der Gasphase sind.
Gitterenergie ist ein wichtiger Parameter bei der Beschreibung von Festkörpern und ihren Eigenschaften. Sie hängt von verschiedenen Faktoren wie der Art der Atome, ihrer Anordnung im Kristallgitter und der Größe des Kristalls ab.
Die Gitterenergie bezeichnet die aufzuwendende Energie, um atomare, ionische oder molekulare Bestandteile von Festkörpern in die Gasphase zu bringen. Eine höhere Gitterenergie bedeutet eine stärkere Bindung zwischen den Teilchen und somit eine höhere Schmelztemperatur und Härte des Festkörpers.
Gitterenthalpie
Gitterenergie und Gitterenthalpie beziehen sich auf dieselbe physikalische Größe: Die Energie, die benötigt wird, um eine kristalline Struktur zu zerlegen und ihre Bestandteile in den gasförmigen Zustand zu bringen. Der Begriff Gitterenthalpie wird jedoch normalerweise verwendet, um die Veränderung der Gitterenergie zu beschreiben, die bei einer chemischen Reaktion auftritt.
Die Gitterenthalpie ist somit die Differenz der Gitterenergie zwischen den Produkten und den Edukten einer chemischen Reaktion, die eine Veränderung der kristallinen Struktur beinhaltet.
Die Gitterenthalpie bezeichnet die bei konstantem Druck gemessene Energie zur Zerstörung eines Kristallgitters und der nachfolgenden Überführung der Teilchen in die Gasphase.
Die Messung von Gitterenthalpien bringt viele Vorteile mit sich. Viele Reaktionen laufen nämlich natürlicherweise unter konstantem Druck ab. Ein Beispiel ist das Lösen von Salzen, wo der Druck immer konstant bleibt.
Gitterenergie Tabelle
Meist betrachtest du die Gitterenergie beim Lösen von ionischen Verbindungen, also Salzen in Wasser. Jedoch variiert die Gitterenergie von Salz zu Salz teilweise sehr stark.
Gitterenergie und Gitterenthalpie verhalten sich bei Ionen mit unterschiedlichen Größen und Ladungen sehr ähnlich. Wie schon gesagt werden von Salzen fast ausschließlich Gitterenthalpien ΔGH gemessen, weswegen es sich bei den folgenden Werten auch ausschließlich um Gitterenthalpien handelt.
Die Gitterenthalpie nimmt mit steigender Ladung und kleiner werdenden Ionengröße der Ionen deines Salzes zu.
Einerseits ist die Gitterenthalpie von der Größe der beteiligten Ionen abhängig. Haben deine Ionen im Salz einen großen Ionenradius wie beispielsweise Cs+, dann nimmt deine Gitterenthalpie ab. Mit steigendem Ionenradius nehmen auch deine Anziehungskräfte zwischen Kation und Anion ab. Somit benötigst du weniger Energie, um dein Ionengitter aufzubrechen.
| Salz | Gitterenthalpie |
| NaCl | 780 ΔGH [kJ · mol-1] |
| KCl | 710 ΔGH [kJ · mol-1] |
| RbCl | 686 ΔGH [kJ · mol-1] |
| CsCl | 650 ΔGH [kJ · mol-1] |
Die Gitterenthalpien nehmen beispielsweise mit steigender Größe des Kations (von K+ bis zum Cs+) und bei gleichbleibendem Anion ab.
Gitterenthalpien nehmen hingegen zu, wenn die Ladung deiner Ionen größer ist. Salze, die Ionen mit einer höheren Ladung enthalten, haben auch eine höhere Gitterenthalpie. Grund dafür sind wieder die stärkeren Wechselwirkungen zwischen den Ionen. Du benötigst bei stärkeren Wechselwirkungen mehr Energie, um dein Kristallgitter aufzubrechen.
| Salz | Gitterenthalpie |
| LiF | 1039 ΔGH [kJ · mol-1] |
| CaF2 | 2617 ΔGH [kJ · mol-1] |
| MgO | 3929 ΔGH [kJ · mol-1] |
| Al2O3 | 15157 ΔGH [kJ · mol-1] |
Hast du wie beim LiF zwei einfach geladene Ionen, so ist deine Gitterenthalpie noch recht gering. Sie nimmt, wenn ein oder zwei Ionen im Salz zweifach geladen sind (CaF2, MgO), schon deutlich zu. Das Al2O3 hat die höchste Gitterenthalpie aller Salze.
Gitterenergie Berechnen
Für die Berechnung der Gitterenergie schauen wir uns an, wie sie sich einer Verbindung zusammensetzt. Noch einmal zur Erinnerung: Die Gitterenergie bezeichnet die benötigte Energie, um ein Kristallgitter aufzubrechen und die Teilchen in die Gasphase zu überführen.
Gitterenergie NaCl
Am einfachsten ist das Vorgehen am Beispiel Kochsalz (NaCl) zu erläutern. NaCl ist ein Feststoff. Brichst du das Gitter vom NaCl auf, also fügst du Energie hinzu, so hast du am Ende Na+– und Cl–-Ionen. Würdest du jetzt noch mehr Energie hinzuführen, landest du bei den Elementen, also Na(g) und 1/2 Cl2(g).
Die Differenz zwischen dem NaCl als Feststoff und deinem Zustand, den du durch Zuführen von Energie erreicht hast, nennst du nun Gitterenthalpie.
Gitterenergie — häufigste Fragen
-
Was ist Gitterenergie?
Die Gitterenergie (Gitterdissoziationsenergie) ist die Energie, um ein Ionengitter zu zerlegen und Ionen in gasförmigen Zustand zu bringen. Die Einheit ist kJ/mol.
-
Was ist der Unterschied zwischen Gitterenergie und Gitterenthalpie?
Gitterenergie bezieht sich auf die Energie, die benötigt wird, um eine kristalline Struktur zu zerlegen. Gitterenthalpie beschreibt Veränderungen der Gitterenergie in einer chemischen Reaktion als Differenz zwischen Produkten und Edukten.
Enthalpie Definition
Gitterenthalpie ist eine Form von Enthalpie. Was genau das ist, und warum sie bei chemischen Reaktionen sehr wichtig ist, erfährst du in unserem Video
zum Thema Enthalpie Definition!
