Calculadora de energia de rede
Estime com que força um cristal iônico se mantém unido: o cloreto de sódio, com cargas 1 e 1, constante de Madelung 1,74756, expoente de Born 9,1 e íons a 2,82 Å, dá −766,37214236 kJ/mol. Grátis no seu navegador.
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Exemplo resolvido
- Z cátion
- 1
- Z ânion
- 1
- M
- 1,74756
- Expoente de Born n
- 9,1
- Distância iônica vizinhos r0
- 0,0000000003
- Unidade de r0
- M
- R0 m
- 0,0000000003
- Produto abs. de zz
- 1
- Fator de repulsão
- 0,8901098901
A energia de rede mede com quanta força os íons são mantidos em um cristal iônico. A equação de Born–Landé estima essa energia a partir de quatro grandezas que você já encontra em cursos de estado sólido e inorgânica: os números de carga do cátion e do ânion, a constante de Madelung dependente da estrutura, o expoente empírico de Born que modela a repulsão de curto alcance, e a distância iônica entre primeiros vizinhos.
Como ler o resultado de energia de rede e os campos relacionados
O coulomb_prefactor_kJ_per_mol é a magnitude do termo eletrostático sem blindagem antes desse fator. A energia de rede de formação aparece como U_kJ_per_mol e lattice_energy_kJ_per_mol: um valor negativo significa que energia é liberada quando íons separados em fase gasosa se montam no cristal, que é a convenção termodinâmica de U na fórmula de Born–Landé. U_magnitude_kJ_per_mol é o valor absoluto que muitos livros listam como a energia necessária para quebrar a rede em íons gasosos.
U_J_per_mol repete a mesma energia em joules por mol para pipelines SI. As constantes incluem o número de Avogadro, a carga elementar, a permissividade do vácuo e a constante de Coulomb para que auditores reproduzam a aritmética. Use U_kJ_per_mol para contabilidade termoquímica; use a magnitude ao confrontar valores de tabela que omitem o sinal.
Casos de uso
Tarefas de inorgânica e estado sólido
Estudantes calculam energias de rede de NaCl ou MgO a partir de constantes de Madelung, expoentes de Born e raios iônicos do livro, e comparam a energia de formação com sinal com as magnitudes das tabelas.
Laboratórios didáticos do ciclo de Born–Haber
Instrutores e plataformas de laboratório estimam a energia de rede teórica a partir de parâmetros estruturais antes de os estudantes conciliaram a estimativa com os valores experimentais do ciclo.
Perguntas frequentes
Como calcular a energia de rede com a equação de Born–Landé?
A resposta inclui U_kJ_per_mol (formação, geralmente negativa) e U_magnitude_kJ_per_mol.
O que acontece se a distância iônica for zero?
A energia de rede é indefinida quando r0 é zero porque o termo de Coulomb divide pela distância; distância zero não é cobrada.
A calculadora de energia de rede é gratuita?
A ferramenta do navegador roda grátis no seu dispositivo.
U é positiva ou negativa?
U_kJ_per_mol segue a convenção de formação e é negativa para redes iônicas atrativas. U_magnitude_kJ_per_mol é o valor absoluto frequentemente listado como a energia para separar o cristal em íons gasosos.
Que unidade devo usar para a distância iônica?
Por padrão, metros, mas você pode escolher ångströms, picômetros ou nanômetros para coincidir com a sua tabela. Escolha a unidade em que a distância está escrita em vez de converter à mão, e assim evita erros de potência de dez.
Ferramentas relacionadas
Para desenvolvedores — acesso via API
Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.
Endpoint
Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.
Chame do seu código
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/lattice-energy-born-lande \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"z_plus":1,"z_minus":1,"M":1.74756,"n":9.1,"r0":2.82e-10}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/lattice-energy-born-lande", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"z_plus": 1,
"z_minus": 1,
"M": 1.74756,
"n": 9.1,
"r0": 2.82e-10
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/lattice-energy-born-lande",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"z_plus": 1,
"z_minus": 1,
"M": 1.74756,
"n": 9.1,
"r0": 2.82e-10
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/lattice-energy-born-lande", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"z_plus":1,"z_minus":1,"M":1.74756,"n":9.1,"r0":2.82e-10}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"z_plus":1,"z_minus":1,"M":1.74756,"n":9.1,"r0":2.82e-10}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/lattice-energy-born-lande", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemplo de requisição
{
"z_plus": 1,
"z_minus": 1,
"M": 1.74756,
"n": 9.1,
"r0": 2.82e-10
}Exemplo de resposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.lattice_energy_born_lande",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.
Preço
Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.
Erros
| HTTP | Código | O que significa |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo. |
404 | unknown_type | Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo. |
429 | rate_limited | Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo. |
Notas técnicas
Esta capacidade avalia a fórmula clássica de forma determinística em unidades SI, devolve a energia de formação em quilojoules por mol junto com a magnitude positiva frequentemente citada em tabelas, e rejeita distância iônica zero com um erro invalid_input claro porque o termo de Coulomb dividiria por zero. Estudantes, relatórios de laboratório e pipelines didáticos podem fixar o JSON em testes sem um pacote de química quântica.
Entradas de Born–Landé: cargas, constante de Madelung, expoente de Born, distância
Forneça a constante de Madelung M do tipo de rede; estruturas de sal-gema usam aproximadamente 1.74756, enquanto outras redes comuns têm seus próprios valores tabelados. O expoente de Born n é um número adimensional maior que um que codifica quão abruptamente a repulsão cresce quando os íons se aproximam; valores típicos ficam entre cerca de cinco e doze conforme os íons. A distância entre primeiros vizinhos r0 é a separação entre os centros do cátion e do ânion. Envie o número de carga do cátion z_plus e o do ânion z_minus em unidades de carga elementar — por exemplo um e um para cloreto de sódio, dois e um para cloreto de cálcio, dois e dois para óxido de magnésio. Por padrão r0 está em metros; defina r0_unit como A ou angstrom, pm ou nm quando sua ficha de dados listar ångströms, picômetros ou nanômetros. Aliases como madelung, born_exponent, ionic_distance e cation_charge são aceitos para que scripts de lição e widgets de formulário usem nomes familiares. Campos obrigatórios ausentes, números não finitos, constantes de Madelung não positivas, expoentes de Born de um ou menos, e distâncias zero ou negativas falham com invalid_input e não são cobrados.
Como ler o resultado de energia de rede e os campos relacionados
Em caso de sucesso, a resposta ecoa as entradas normalizadas, converte r0 em metros como r0_m e informa abs_zz como o produto absoluto dos números de carga. O campo repulsion_factor é um menos um sobre n, a correção de Born que suaviza a atração coulombiana pura. A string de fórmula e o rótulo de método born_lande documentam o algoritmo sem inspecionar formas.
Uso da API, preços, fluxos de sala de aula e limites práticos
Chame a calculadora gratuita de energia de rede Born–Landé no navegador para checagens de lição de casa, demonstrações de aula e comparação rápida com estimativas experimentais de Born–Haber sem instalar um pacote de química computacional. O modelo é eletrostática clássica de continuum mais uma repulsão simples de lei de potência: não substitui cálculos quânticos para sólidos covalentes, defeitos ou equações de estado dependentes da pressão. Autores de SDKs podem mapear U_kJ_per_mol e U_magnitude_kJ_per_mol diretamente em tabelas de relatório ao lado dos parâmetros de Madelung e Born que os estudantes digitaram à mão. Envie um corpo JSON com z_plus, z_minus, M, n e r0, opcionalmente adicionando r0_unit quando a distância não estiver em metros. Use a API pré-paga quando uma plataforma de tutoria, gerador de currículo de materiais ou caderno de laboratório inorgânico precisar de um contrato estável sob saldo KIT a US$ 0,002 por item bem-sucedido; falhas de validação nunca consomem saldo após a rejeição do motor. Combine este endpoint com ferramentas de entalpia e Gibbs quando o próximo passo for um ciclo termoquímico completo, ou com conversores de unidades quando as distâncias chegarem com prefixos métricos mistos.
Casos de integração
Geradores de currículo e provas
Conjuntos automatizados de problemas fixam JSON determinístico para oráculos de correção sem embutir tabelas de constantes SI em cada ambiente de execução.
Perguntas técnicas
Qual unidade devo usar para r0?
O padrão é metros (SI). Defina r0_unit como A ou angstrom, pm ou nm quando seus dados estiverem em ångströms, picômetros ou nanômetros.