L’energia reticolare è una forma di energia potenziale atomica. È la quantità di energia necessaria per scindere gli ioni di un solido in ioni gassosi e atomi, da cui si ricava un valore positivo. La forma inversa, in cui l’energia viene rilasciata mentre gli ioni si legano durante la formazione di un solido, produce un valore negativo. Le unità standard per i valori di energia reticolare sono kilojoule per mole (kJ/mol) e l’applicazione principale per calcolare questa energia atomica è descrivere quanto sia stabile un particolare solido ionico.
I solidi ionici hanno una struttura cristallina, quindi ogni ione può interagire con pochi altri di carica opposta. La struttura ordinata consente agli ioni di interagire nonostante l’energia termodinamica disponibile per guidare qualsiasi processo, o entropia, sia bassa. Quando ioni di cariche opposte interagiscono, viene rilasciata una grande quantità di energia, una proprietà che fa sì che i solidi ionici abbiano punti di fusione e di ebollizione molto alti.
L’energia necessaria per queste reazioni può essere determinata calcolando l’energia reticolare per gli ioni. Le energie reticolari vengono calcolate applicando il ciclo Born-Haber, che prevede una combinazione di concetti energetici utilizzati per derivare una misurazione accurata. L’energia di ionizzazione, l’energia necessaria per far separare un elettrone da un atomo o uno ione, nonché l’affinità elettronica, l’energia rilasciata aggiungendo un elettrone a uno ione o a un atomo neutro, sono inclusi in tali calcoli. Altri valori includono l’energia di dissociazione, la necessità di rompere un composto; energia di sublimazione, che può far cambiare una sostanza da solido a gas; e il calore di formazione, il cambiamento di energia quando un composto viene creato dai suoi elementi di base.
I cambiamenti di energia in qualsiasi processo possono essere calcolati scomponendo le cose passo dopo passo, il che è spiegato dalla legge di Hess. Riorganizzando l’equazione del ciclo di Born-Haber per calcolare l’energia reticolare, si ottiene il risultato della sottrazione del calore di formazione dal calore di atomizzazione, dal valore dell’energia di dissociazione, meno la somma delle energie di ionizzazione, meno la somma delle affinità elettroniche. Questo risultato descrive il rilascio di energia quando ioni metallici e non metallici formano un solido. Le tendenze dell’energia reticolare definiscono se il solido viene frantumato, per il quale il risultato finale è un valore positivo, o gli ioni si legano, determinando un valore energetico negativo. Questi valori di energia sono sempre stimati utilizzando i principi del ciclo di Born-Haber perché l’energia del reticolo non può essere misurata direttamente.