Aplicaciones de los cálculos tipo Born-Haber

1) Se utilizan para determinar las afinidades electrónicas y las afinidades protónicas (sistemas ácido-base).2) Estabilidad de compuestos iónicos desconocidos.3) Reacciones de desproporción de compuestos en estado de oxidación bajos.

Diagrama de Born-Haber quemuestra la magnitud relativa delos diversos términos energéticospara el NaCl

Ejemplo:Encontrar el valor de Ho

f para el compuesto NaCl2. Utilizar los siguientesdatos:1) el compuesto es 100% iónico2) La contribución covalente, si existe, es semajante a la de las redescristalinas isomórficas que tienen valores de Uo similares3) El radio iónico del Na+2 es igual al de Na+ y4) el NaCl2 cristaliza en una estructura tipo fluorita (M = 2.52), la energía dered cristalina de esta sal es -2155 KJ/mol

Hºf(NaCl2) = Hvap(Na) + D (Cl2) +1er. PI (Na) + 2do. PI (Na) + 2 AE (Cl) + Uo

Hºf(NaCl2) = 109 + 247 + 494 + 4561 - 700 -2155 = 2556 KJ/mol

La energía de estabilización debida a la formación de la red cristalina deNaCl2 (-2155 KJ/mol = -515 Kcal/mol) es insuficiente para compensarel gasto energético de la doble ionización del sodio, la cual es tan alta debidoa la ruptura de la configuración de gas inerte (4561 KJ/mol). En realidad, elNa+2 debe ser menor que el ion Na+, pero esto no modifica los resultadosmás que 10 ó 20 %.

Ejemplo 2: Considérese la formación del CaF. Por un método semejante al aplicado en laformación del NaCl2, se calculará Hºf (CaF): Se supondrá que la distanciainternuclear Ca-F es la misma que en CaF2, la Uo = -795 KJ/mol

Hºf(CaF) = Hvap(Ca) + 1er. PI. (Ca) + ½D (F) + 1a. AE (F) + Uo

Hºf(CaF) = 201 + 590 + 79 - 335 -795 = -260 KJ/mol

En el cálculo anterior estamos suponiendo que el CaF tiene la misma mallacristalina que el KF y que la distancia internuclear sería aproximadamentela misma.

El valor obtenido para Hºf(CaF)= -62 kcal/mol, esto esaproximadamente igual que el correspondiente al LiI, un sólido iónico estable.

Entonces, ¿por qué no puede existir el CaF?

Si fuera posible prepararlo se desproporcionaría espontáneamente. Este proceso sería exotérmico:

(+) (+2) (0) 2 CaF CaF2 + Ca Hºf (Ca) = 0}

{2Hºf (CaF) = -520 KJ/mol} {Hºf(CaF2) = -1243 KJ/mol}

Hreac = Hprod - Hreact Hreac = -723 KJ/mol