Born-Haber-Kreisprozess


Born-Haber-Kreisprozess

Der Born-Haber-Kreisprozess (nach seinen Entwicklern Fritz Haber und Max Born) verknüpft thermodynamische Größen (Zustandsgrößen). Jede der Größen kann bestimmt werden, wenn die anderen bekannt sind.

Funktionsweise

Born-Haber-Kreisprozess bei NaCl.

Vielfach wird das Schema für die Bestimmung von experimentell schlecht zugänglichen Elektronenaffinitäten benutzt. Man kann auch Voraussagen über Stabilitäten von bisher unbekannten Verbindungen machen, zum Beispiel von solchen mit hohen Oxidationszahlen.

Die Edelgasverbindungen wurden über Stabilitätsabschätzungen mit Hilfe des Born-Haber-Kreisprozesses bereits vor ihrer Synthese als stabil vorausgesagt.

Der Born-Haber-Kreisprozess kann auch zur quantitativen Bestimmung der Ionenbindung in Kristallen benutzt werden. Als Beispiel wird oft Natriumchlorid gewählt, bei dem die Wärmetönung von festem Natrium mit gasförmigen Chlor gemessen wird.

Der Kristall wird mit der notwendigen Energie $ E_\mathrm{bind.} $ (Gitterenergie) in Na+- und Cl-Ionen zerlegt. Werden die Na+-Ionen in neutrale Natriumatome umgewandelt, wird die Ionisierungsenergie $ E_{Ionis.} $ frei, während bei der Umwandlung der Cl-Ionen in neutrale Atome Energie aufgewendet werden muss (sog. Elektronenaffinität). Geht Natrium aus der Dampfphase in den festen Zustand über, wird die Sublimationsenergie $ E_\mathrm{Subl.} $ frei und bei der Bildung von Chlormolekülen aus Chloratomen die Dissoziationsenergie $ E_\mathrm{Diss.} $. Der Kreisprozess wird beendet durch die Reaktion des festen Natriums mit dem gasförmigen Chlor, bei dem die Reaktionswärme Q frei wird.

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