जन्म-हैबर चक्र

बॉर्न-हैबर चक्र () रासायनिक अभिक्रियाओं की ऊर्जा के विश्लेषण करने की एक विधि है। इसका नाम दो जर्मन वैज्ञानिकों, मैक्स बॉर्न और फ़्रिट्ज़ हैबर के नाम पर रखा गया था, जिन्होंने इसे 1919 में विकसित किया था।M. Born Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft 1919, 21, 679–685.F. Haber Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft  1919, 21, 750–768. इसे भी स्वतंत्र रूप से कासिमिर फजान्स द्वारा तैयार किया गया था।K. Fajans Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft  1919, 21, 714–722. और एक ही पत्रिका में एक साथ प्रकाशित हुआ। चक्र का संबंध एक धातु (अक्सर एक समूह I या समूह II तत्व) की प्रतिक्रिया से एक आयनिक यौगिक के निर्माण से है। हैलोजन या अन्य गैर-धातु तत्व जैसे ऑक्सीजन के साथ। 

बॉर्न-हैबर चक्रों का उपयोग मुख्य रूप से जालक ऊर्जा (या अधिक सटीक रूप से एन्थैल्पी की गणना के साधन के रूप में किया जाता है। जिसे अन्यथा सीधे तौर पर नहीं मापा जा सकता। जालक एन्थैल्पी गैसीय आयनों से एक आयनिक यौगिक के निर्माण में शामिल एन्थैल्पी परिवर्तन है (एक एक्सोथर्मिक प्रक्रिया), या कभी-कभी आयनिक यौगिक को गैसीय आयनों में तोड़ने की ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है (एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया)। एक बॉर्न-हैबर चक्र आयनिक यौगिक (तत्वों से) के गठन के मानक एन्थैल्पी परिवर्तन की तुलना गैसीय आयन बनाने के लिए आवश्यक एन्थैल्पी से करके जाली एन्थैल्पी की गणना करने के लिए हेस का नियम लागू करता है। रासायनिक तत्व|तत्व]]।

यह जाली गणना जटिल है। तत्वों से गैसीय आयन बनाने के लिए तत्वों का परमाणुकरण (प्रत्येक को गैसीय परमाणुओं में बदलना) और फिर परमाणुओं को आयनित करना आवश्यक है। यदि तत्व सामान्यतः एक अणु है तो हमें सबसे पहले इसके बंध पृथक्करण एन्थैल्पी पर विचार करना होगा (बंध ऊर्जा भी देखें)। एक धनायन बनाने के लिए एक या एक से अधिक इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा क्रमिक आयनीकरण ऊर्जा का योग है, उदाहरण के लिए, Mg2+ बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा Mg से पहला इलेक्ट्रॉन निकालने के लिए आवश्यक आयनीकरण ऊर्जा है, साथ ही Mg+ से दूसरे इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक आयनीकरण ऊर्जा। इलेक्ट्रॉन आत्मीयता को तब निकलने वाली ऊर्जा की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है जब एक इलेक्ट्रॉन को एक नकारात्मक आयन बनाने के लिए गैसीय अवस्था में तटस्थ परमाणु या अणु में जोड़ा जाता है।

बोर्न-हैबर चक्र केवल पूर्णतः आयनिक ठोसों जैसे कि कुछ क्षार हैलाइड पर लागू होता है। अधिकांश यौगिकों में रासायनिक बंधन और जाली ऊर्जा में सहसंयोजक और आयनिक योगदान शामिल होता है, जिसे एक विस्तारित बोर्न-हैबर थर्मोडायनामिक चक्र द्वारा दर्शाया जाता है।H. Heinz and U. W. Suter Journal of Physical Chemistry B 2004, 108, 18341–18352. विस्तारित बोर्न-हैबर चक्र का उपयोग ध्रुवीयता और ध्रुवीय यौगिकों के परमाणु आवेशों का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है।

उदाहरण

एलआईएफ का गठन
450px|thumb|लिथियम फ्लोराइड के गठन के मानक एन्थैल्पी परिवर्तन के लिए बोर्न-हैबर चक्र। ΔHlatt पाठ में UL से मेल खाता है। नीचे की ओर वाला तीर "इलेक्ट्रॉन एफ़िनिटी" ऋणात्मक मात्रा -EAF को दर्शाता है, चूंकि EAF को आमतौर पर सकारात्मक के रूप में परिभाषित किया गया है।

मानक अवस्थाs (Li(s) और F2(g)) में इसके तत्वों से लिथियम फ्लोराइड (एलआईएफ) के निर्माण की एन्थैल्पी को रेखाचित्र में पांच चरणों में तैयार किया गया है। 

 लिथियम की परमाणुकरण एन्थैल्पी
 लिथियम की आयनीकरण एन्थैल्पी
 फ्लोरीन की परमाणुकरण एन्थैल्पी
 फ्लोरीन की इलेक्ट्रॉन बन्धुता
 जालक एन्थैल्पी

प्रक्रिया के प्रत्येक चरण के लिए ऊर्जाओं का योग लिथियम फ्लोराइड के निर्माण की एन्थैल्पी के बराबर होना चाहिए, ।

  धातु परमाणुओं (लिथियम) के लिए उच्च बनाने की क्रिया की एन्थैल्पी है।
  बॉन्ड एन्थैल्पी (F2 का) है। गुणांक 1/2 का उपयोग किया जाता है क्योंकि निर्माण प्रतिक्रिया Li + 1/2 F2 → एलआईएफ है।
 \mathit{IE}_M धातु परमाणु की आयनीकरण ऊर्जा है: {M} + \mathit{IE}_{M} -> {M+} + e ^-। 
 \mathit{EA}_X गैर-धातु परमाणु X (फ्लोरीन) का इलेक्ट्रॉन आत्मीयता है।
  जालक एन्थैल्पी है (यहां ऊष्माक्षेपी के रूप में परिभाषित किया गया है)

गठन की शुद्ध एन्थैल्पी और पांच ऊर्जाओं में से पहले चार को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जा सकता है, लेकिन जाली एन्थैल्पी को सीधे नहीं मापा जा सकता है। इसके बजाय, जाली एन्थैल्पी की गणना बोर्न-हैबर चक्र में अन्य चार ऊर्जाओं को गठन की शुद्ध एन्थैल्पी से घटाकर की जाती है। एक समान गणना लिथियम के अलावा किसी भी धातु और/या फ्लोरीन के अलावा किसी भी गैर-धातु के लिए लागू होती है।Moore, Stanitski, and Jurs. Chemistry: The Molecular Science. 3rd ed. 2008.  . pp. 320–321.

शब्द चक्र इस तथ्य को संदर्भित करता है कि कोई चक्रीय प्रक्रिया के लिए कुल एन्थैल्पी परिवर्तन को शून्य के बराबर भी कर सकता है, उदाहरण में एलआईएफ से प्रारंभ और समाप्ति। इससे ये होता है। 

जो पिछले समीकरण के बराबर है.

एनएबीआर का गठन

सामान्य तापमान पर, Na ठोस है और Br2 तरल है, इसलिए तरल ब्रोमीन के वाष्पीकरण की एन्थैल्पी को समीकरण में जोड़ा जाता है।

उपरोक्त समीकरण में,  ब्याज के तापमान पर (आमतौर पर kJ/mol में) Br2 के वाष्पीकरण की एन्थैल्पी है।

यह भी देखें
 आयनिक तरल

बाहरी कड़ियाँ
 बॉर्न-हैबर साइकिल पर केमगाय

सन्दर्भ