Energija kristalne rešetke jest energija koju je potrebno dovesti po ionskom paru da se ioni sasvim odvoje od kristalne rešetke pri temperaturi apsolutne nule.
Heksagonski kristalni sustav temeljen je na četiri kristalografske osi. Tri kristalografske osi se smještene su u jednoj ravnini i sijeku se pod kutom od 120°. Obično se označavaju s a, b i d. Četvrta os (c) okomita je na njih i obično je kraća ili duža od ostale tri.
Polimorfija je pojavljivanje čvrste tvari u više inačica s različitim kristalnim strukturama. Različiti polimorfi imaju različite rasporede atoma unutar jedinične ćelije i imaju različita fizikalna svojstva. Prema broju polimorfa razlikujemo dimorfiju, trimorfiju itd. Kalcijev karbonat je dimorfan jer kristalizira heksagonski kao kalcit i rompski kao aragonit. Prevladavajuća kristalna struktura ovisi o temperaturi i tlaku.
Željezo je metal s polimorfnom strukturom. Svaka struktura je stabilna u određenom rasponu temperatura, na primjer, do temperature 912 °C željezo ima bcc kristalnu strukturu (α-željezo ili ferit). U temperaturnom području između 912 C i 1 394 °C kristalizira u fcc kristalnoj rešetki (γ-željezo ili austenit), a pri temperaturi 1 394 °C ponovo dolazi do polimorfne promjene iz fcc u bcc kristalnu strukturu (δ-željezo) koju zadržava do tališta.
Polimorfiju među elementima nazivamo alotropija.
Alotropi su elementi koji se mogu javiti u dva ili više modifikacija u istom agregatnom stanju. Alotropi obično imaju različita fizikalna svojstva a često su im i kemijska svojstva različita.
Dijamant, grafit i fuleren su tri alotropske modifikacije elementa ugljika. Grafit je mekana, crna tvar koja vodi struju a dijamant je najtvrđa poznata tvar, proziran je i izolator. Ta dva alotropa ugljika razlikuju se jedan od drugoga po kristalnom obliku. Dijamant kristalizira u teseralnom a grafit u heksagonskom sustavu. Ugljikovi atomi u fulerenskoj molekuli raspoređeni su unutar peterokuta i šesterokuta i čine šuplju kuglu koja se sastoji od 60 i više ugljikovih atoma.
U nekim slučajevima alotropi su stabilni samo u određenom temperaturnom području koje je definirano temperaturom pretvorbe pri kojoj jedan alotrop prelazi u drugi. Primjerice, bijeli (metalni) kositar stabilan je ispod 13.2 °C a sivi (nemetalni) kositar stabilan je iznad 13.2 °C.
Izraz alotrop koristi se i za različite molekularne oblike nekog elementa. Elementarni kisik ima dvije alotropske modifikacije: obični kisik i kemijski aktivniji troatomni kisik - ozon.
Born-Haberovim kružnim procesom izračunava se energija kristalne rešetke. Ova metoda temelji se na termodinamičkom principu da prilikom prijelaza nekog kemijskog sustava iz jednog stanja u drugo ukupna oslobođena (ili apsorbirana) energija ne ovisi o putu reakcije. Za spoj MX energija kristalne rešetke je entalpija reakcije
Toplina nastajanja kristala spoja MX iz elemenata je entalpija reakcije
Zbrajanjem entalpija za svaki korak procesa nastajanja kristala iz elementa može se izračunati energija kristalne rešetke. Ti koraci jesu:
1) Atomizacija metala
2) Atomizacija nemetala
3) Ionizacija metala
Ovo se dobiva iz energije ionizacije.
4) Ionizacija nemetala
Ovo je elektronski afinitet.
5) Nastajanje kristala
Zbrajanjem procesa od 1 do 5 dobijemo
iz čega se može izračunati energija kristalne rešetke ΔHL.
Generalić, Eni. "Heksagonska rešetka." Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar. 29 June 2022. KTF-Split. {Datum pristupa}. <https://glossary.periodni.com>.
Glosar
Periodni sustav