Der Born-Haber-Kreisprozess
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Note down the selected salt or ionic crystal as the key variable. This substance forms the basis for the following exercises, calculations, and analyses related to the Born–Haber cycle and the determination of lattice energy.
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Description
Zielsetzung: Das Arbeitsheft vermittelt die thermodynamischen Grundlagen des Born-Haber-Kreisprozesses. Die Lernenden sollen verstehen, wie sich die molare Bildungsenthalpie eines Ionenkristalls aus der Bilanzierung verschiedener endothermer und exothermer energetischer Teilschritte zusammensetzt, und diese Prozesse mathematisch sowie grafisch analysieren.
Inhalte und Methoden: Die Inhalte werden durch die Kombination aus theoretischer Textarbeit, Berechnungen und grafischer Modellierung vermittelt: Zunächst werden die einzelnen energetischen Teilprozesse der Salzbildung sowie ihre endo- und exothermen Eigenschaften schrittweise erarbeitet. Darauf aufbauend wenden die Lernenden die hessische Summenformel zur Berechnung der Bildungsenthalpie an und visualisieren die Energieänderungen in Energiediagrammen. Abschließend vertiefen Reflexions- und Analyseaufgaben das Verständnis für die Eigenschaften von Ionenkristallen und den Zusammenhang zwischen Gitterenergie und Stoffeigenschaften.
Kompetenzen:
- Fachkompetenz: Verknüpfung von Atombau, Bindungslehre und Thermodynamik zur Erklärung von Kristallisationsvorgängen
- Mathematisch-naturwissenschaftliche Kompetenz: Bilanzierung von Energieumsätzen unter korrekter Berücksichtigung positiver (endothermer) und negativer (exothermer) Vorzeichen
- Modellkompetenz: Übersetzung tabellarischer Energiedaten in ein strukturiertes Energieniveaudiagramm
- Erkenntnisgewinnung: Ableitung makroskopischer Stoffeigenschaften (Stabilität, Schmelzpunkt) aus submikroskopischen Gitterkräften
Zielgruppe und Niveau: Oberstufe