Chemie Grundlagen

Gitterenergie

Was verstehst du unter der Gitterenergie? Was ist der entscheidende Unterscheid zu der Gitterenthalpie? Das erklären wir dir in dem folgenden Beitrag.

Um das Thema noch schneller zu verstehen, kannst du dir gerne unser Video dazu anschauen! %Videoverweis

Inhaltsübersicht

Gitterenergie einfach erklärt

Die Gitterenergie gibt dir an, wie viel Energie du aufwenden musst, um atomare, ionische oder molekulare Bestandteile eines Festkörpers in die Gasphase zu bringen. 

Gitterenergie Definition 

Die Gitterenergie bezeichnet die aufzuwendende Energie, um atomare, ionische oder molekulare Bestandteile von Festkörpern in die Gasphase zu bringen.

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.

Gitterenthalpie

Du fragst dich sicher, was der Begriff der Gitterenthalpie bedeutet. Die Gitterenthalpie bezeichnet die bei konstantem Druck gemessene Energie zum Aufbrechen eines Kristallgitters einer Verbindung und die anschließende Überführung der jeweiligen Teilchen in die Gasphase.

Merke Gitterenthalpie

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. 

Merke Beeinflussung der Gitterenthalpie

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 ΔGH [kJ · mol-1]
NaCl 780
KCl 710
RbCl 686
CsCl 650

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 ΔGH [kJ · mol-1]
LiF 1039
CaF2 2617
MgO 3929
Al2O3 15157

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

Gucken wir uns zum Schluss noch an, wie sich die Gitterenergie 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 an einem Beispiel zu erläutern, wofür du einfach NaCl nimmst. NaCl ist ein Feststoff. Brichst du das Gitter vom NaCl auf, also fügst 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).

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Gitterenergie NaCl

 

Die Differenz zwischen dem NaCl als Feststoff und deinem Zustand, den zu durch Zuführen von Energie erreicht hast, nennst du nun Gitterenergie.


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