波恩-哈伯循环

离子形成的分析复合通常用波恩-哈伯循环来讨论，它把整个过程分解成一系列已知能量的步骤。伯恩-哈伯循环的形成氯化钠显示在图5．在循环开始时，元素被认为是它们在常压和常压下存在的形式温度．首先，金属钠被汽化成钠原子气体。这一步需要输入一个能量，称为金属钠的雾化能。接下来，加入适量的氯分子(Cl₂)被分解成氯原子气体。这一步还需要大量的能量输入，称为氯的解离能。通过更详细地考虑金属键和共价键(特别是金属键或共价键形成时发生的能量降低)，可以澄清这两种对能量的贡献的起源;在这里，它们可以被视为经验数量。在这个阶段，一个电子从每个钠原子中分离出来并连接到每个氯原子上原子．电离需要相当大的能量投入，而投资的一小部分是回收的电子亲和能氯原子的。然而，总的来说，与两种起始材料相比，能量有了相当大的增加。

在这个阶段，离子聚集在一起形成水晶数组中。这一步会释放大量的能量晶格能化合物的。能量是在运动过程中释放出来的水晶形成是因为首先一个阳离子被阴离子包围，然后集群阴离子被阳离子包围，等等。由于这种包装，每个阳离子都有阴离子作为邻居，每个阴离子周围都有阳离子，在许多阳离子之间存在着强烈的整体吸引力相互作用离子相反的负责在晶体中。对于氯化钠，晶格能非常大，这一步释放的能量比前面所有步骤所需要的能量加起来还要多固体因此氯化钠的能量比金属钠和氯气低。正是由于这个原因，当钠与氯反应时，会产生大量的热被释放。

有利于离子键的因素

伯恩-哈伯循环表明了有利于离子键的因素。总的来说，晶格能量必须足够大，以克服所需的能量离子形成。由此可见，只有元素具有合理的低电离能能作为阳离子对离子材料有贡献吗电离能不能从由此产生的晶格能中恢复。实际上，这标准意味着只有金属元素都可能形成阳离子，而两个元素不太可能形成离子化合物，除非其中一个是a金属．此外，打破一个封闭的壳层所需要的电离能的急剧增加排除了所有的损失价电子．此外，不超过三个电子每个原子可以在电离能增加到不能增加之前失去。

从波恩-哈伯循环也可以看出，元素只有在它们的电子进入离子化合物时才会产生阴离子亲和力是积极的，至少不是强烈的消极。元素积极的电子亲和力很可能形成阴离子(只要有金属存在)。负电子亲和能是可以容忍的，只要它不是太大，额外的能量投资可以从更大的晶格能中回收。这就是离子型的原因氧化物是如此普遍:尽管推动原子上的第二个电子是需要能量的氧气原子形成O²⁻离子，产生的离子产生如此高的晶格能，能量投资被克服。

离子键很可能发生，如果晶格能复合是大的，对于大的晶格能可以吗补偿对于一些强烈的能量需求，最显著的阳离子形成，在循环的早期。如果形成晶格的离子小且带电程度高，就能获得较高的晶格能，因为小离子可以紧密地聚集在一起，彼此之间产生强烈的相互作用。O²⁻氧化物离子很小(氧位于元素周期表的右侧)，而且电荷相当高(它有两个负电荷;三个负电荷大约是单原子阴离子的极限)。因此，离子氧化物广泛地由金属元素形成。尽管可以想象，O³⁻如果提供足够的能量来克服O中存在的许多电子的斥力，就可以形成离子²⁻时，必要的能量不会从晶格能中恢复，对于O³⁻阴离子是如此之大，以至于它们所形成的任何化合物的晶格能都很小。同样，电子在a处的获取终止惰性气体构型与其说是某种神奇的稳定性的标志，不如说是这样一个事实的结果，即在达到这种构型之后，就没有足够的机会达到较低的能量。

正离子和阴离子堆积在一起的实际模式是产生最大晶格能的模式(也就是说，离子相对于气体的能量下降最大)。欲知更多有关晶体排列的详情，看到水晶．