L’énergie de réseau est une forme d’énergie potentielle atomique. C’est la quantité d’énergie nécessaire pour diviser les ions d’un solide en ions gazeux et en atomes, à partir de laquelle une valeur positive est dérivée. La forme inverse, dans laquelle l’énergie est libérée lorsque les ions se lient lors de la formation d’un solide, donne une valeur négative. Les unités standard pour les valeurs d’énergie de réseau sont les kilojoules par mol (kJ/mol), et la principale application pour calculer cette énergie atomique est de décrire la stabilité d’un solide ionique particulier.
Les solides ioniques ont une structure cristalline, de sorte que chaque ion peut interagir avec quelques autres de charge opposée. La structure ordonnée permet aux ions d’interagir malgré que l’énergie thermodynamique disponible pour conduire tout processus, ou l’entropie, soit faible. Lorsque des ions de charges opposées interagissent, une grande quantité d’énergie est libérée, une propriété qui fait que les solides ioniques ont des points de fusion et d’ébullition très élevés.
L’énergie nécessaire à ces réactions peut être déterminée en calculant l’énergie de réseau des ions. Les énergies du réseau sont calculées en appliquant le cycle de Born-Haber, qui implique une combinaison de concepts énergétiques utilisés pour dériver une mesure précise. L’énergie d’ionisation, l’énergie nécessaire pour séparer un électron d’un atome ou d’un ion, ainsi que l’affinité électronique, l’énergie libérée en ajoutant un électron à un ion ou à un atome neutre, sont incluses dans ces calculs. D’autres valeurs incluent l’énergie de dissociation, le besoin de séparer un composé ; l’énergie de sublimation, qui peut faire passer une substance d’un solide à un gaz ; et la chaleur de formation, le changement d’énergie lorsqu’un composé est créé à partir de ses éléments de base.
Les changements d’énergie dans n’importe quel processus peuvent être calculés en décomposant les choses étape par étape, ce qui est expliqué par la loi de Hess. En réorganisant l’équation du cycle de Born-Haber pour calculer l’énergie du réseau, le résultat de la soustraction de la chaleur de formation de la chaleur d’atomisation, de la valeur de l’énergie de dissociation, moins la somme des énergies d’ionisation, moins la somme des affinités électroniques est atteint. Ce résultat décrit la libération d’énergie lorsque les ions métalliques et non métalliques forment un solide. Les tendances énergétiques du réseau définissent si le solide est en train d’être brisé, pour lequel le résultat final est une valeur positive, ou si les ions se lient, ce qui entraîne une valeur énergétique négative. Ces valeurs énergétiques sont toujours estimées en utilisant les principes du cycle de Born-Haber car l’énergie du réseau ne peut pas être mesurée directement.