Cycle de Born-Haber

L'exemple classique est celui du réseau de chlorure de sodium NaCl. L'énergie réticulaire correspond à l'énergie libérée lors de la formation du réseau de NaCl solide à partir des ions Na⁺ et Cl^- à l'état gazeux selon la réaction :

Na⁺(g) + Cl^-(g) → NaCl(s)

La réaction s'effectue à pression et température constantes, elle est ici considérée à la pression standard de 1 bar. Les étapes intermédiaires considérées pour cette réaction sont :

1a - Le sodium gazeux ionisé Na⁺(g) gagne un électron pour former le sodium monoatomique gazeux Na(g) ; l'énergie nécessaire est l'opposé de l'enthalpie d'ionisation :

${\displaystyle -EI({\rm {Na^{+}}})}$ = −496 kJ mol⁻¹.

2a - Le sodium monoatomique gazeux Na(g) devient le sodium solide Na(s) ; l'énergie nécessaire est l'opposé de l'enthalpie de sublimation :

${\displaystyle -\Delta H_{\text{sublimation}}({\rm {Na}})}$ = −108 kJ mol⁻¹.

1b - Le chlore monoatomique gazeux ionisé Cl^-(g) perd un électron pour former le chlore monoatomique gazeux Cl(g) ; l'énergie nécessaire est l'opposé de l'affinité électronique :

${\displaystyle -AE({\rm {Cl}})}$ = 349 kJ mol⁻¹.

2b - Le chlore monoatomique gazeux Cl(g) s'associe pour former le dichlore gazeux Cl₂(g) selon la réaction Cl(g) → ¹⁄₂ Cl₂(g) ; l'énergie nécessaire est l'opposé de l'enthalpie de dissociation :

${\displaystyle -\Delta H_{\text{dissociation}}(1/2\,{\rm {Cl_{2}}})}$ = −122 kJ mol⁻¹.

3- Le sodium solide Na(s) et le dichlore gazeux Cl₂(g) forment le chlorure de sodium solide selon la réaction Na(s) + ¹⁄₂ Cl₂(g) → NaCl(s) ; l'énergie nécessaire est l'enthalpie standard de formation :

${\displaystyle \Delta H_{\rm {f}}^{\circ }({\rm {NaCl(s)}})}$ = −411 kJ mol⁻¹.

Le bilan énergétique du cycle s'écrit finalement :

${\displaystyle E_{r}=U=-EI({\rm {Na^{+}}})-\Delta H_{\text{sublimation}}({\rm {Na}})-AE({\rm {Cl}})-\Delta H_{\text{dissociation}}(1/2\,{\rm {Cl_{2}}})+\Delta H_{\rm {f}}^{\circ }({\rm {NaCl(s)}})}$ = −788 kJ mol⁻¹.

Le cycle de Haber est principalement utilisé pour estimer l'enthalpie standard de formation (ici celle du chlorure de sodium solide NaCl(s)) à partir des autres données, plus accessibles :

${\displaystyle \Delta H_{\rm {f}}^{\circ }({\rm {NaCl(s)}})=\Delta H_{\text{sublimation}}({\rm {Na}})+EI({\rm {Na^{+}}})+\Delta H_{\text{dissociation}}(1/2\,{\rm {Cl_{2}}})+AE({\rm {Cl}})+E_{r}}$

• Peter William Atkins (trad. Monique Mottet), Éléments de chimie physique [« Physical Chemistry »], De Boeck Supérieur, 1998, 512 p. (ISBN 978-2-7445-0010-7, lire en ligne), p. 367-368.
• Hubert H. Girault, Électrochimie physique et analytique, EPFL Press, 2007, 572 p. (ISBN 9782880746735, lire en ligne), p. 128-134.

• Notice dans un dictionnaire ou une encyclopédie généraliste :

  • Britannica

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