O ciclo de Born-Haber é un ciclo de reaccións químicas desenvolvido nun principio por Max Born e o químico alemán Fritz Haber en 1917.
O ciclo de Born-Haber comprende a formación dun composto iónico dende a reacción dun metal (normalmente un elemento do grupo 1 ou 2) cun non metal (como halóxenos, osíxeno etc.). Os ciclos de Born-Haber empréganse principalmente como medio para calcular a enerxía de rede ou enerxía reticular, que non pode ser calculada directamente.
A enerxía reticular está directamente involucrada na formación de compostos iónicos a partir de ións gasosos. Algúns químicos defínena como a enerxía que se desprende cando se forma un mol dunha substancia iónica a partir dos ións constituíntes inicialmente separados (estado gasoso), outros como a enerxía necesaria para romper un mol dunha substancia iónica e obter os ións constituíntes separados. A primeira definición implica unha reacción exotérmica e a segunda unha reacción endotérmica.
Un ciclo de Born-Haber calcula a enerxía reticular comparando a entalpía estándar de formación do composto iónico coas entalpías correspondentes ós pasos necesarios para facer ións gasosos a partir dos elementos. Esta é unha aplicación da Lei de Hess.
Para facer ións gasosos de elementos é necesario convertelos en gas, disocialos se é preciso e ionizalos. Se o elemento é unha molécula haberá que ter en conta a súa entalpía de disociación. A enerxía necesaria para arrancar un electrón e formar un catión é a enerxía de ionización, mentres que a necesaria para engadilo e formar un anión é a afinidade electrónica.
Exemplo
O proceso de formación do cloruro de sodio (sólido), a partir do sodio (sólido) e do cloro (gas), podemos consideralo a suma dos seguintes procesos:
1- Transformar o sodio sólido en sodio gas (sublimación do sodio)
2- Transformar os átomos de sodio separados (gas) en ións sodio arrincándolles un electrón (ionización do sodio)
3- Transformar as moléculas de cloro (Cl2), en átomos de cloro separados.
4- Transformar os átomos de cloro en ións cloruro proporcionándolles un electrón.
5- Xuntar os ións cloruro e os ións sodio dando lugar o cloruro de sodio.
Estes procesos, poden ser esquematizados mediante as correspondentes reaccións químicas :
1- Na (s) → Na (g) ; ΔHsublimación
2- Na(g) → Na+ (g) ; ΔH ionización
3- ½ Cl2 (g) → 1 Cl (g) ; ½ ΔH disociación
4- Cl (g) → Cl- (g) ; ΔH afinidade electrónica
5- Na+ (g) + Cl- (g) → NaCl (s) ; ΔH reticular
Dado que a formación do cloruro de sodio:
Na (s) + ½ Cl2 (g) → NaCl (s) ; ΔH formación
equivale á suma dos procesos antes relatados, a súa variación de enerxía é igual a suma da variación de enerxía destes procesos (por aplicación da Lei de Hess) e se coñecemos o valor de tódolos termos menos un (por exemplo descoñecemos a enerxía de rede) este termo pode calcularse a partir dos demais.
ΔHformación = ΔHsublimación + ΔHionización + ½ ΔHdisociación + ΔHafinidade electrónica + ΔHreticular
