คำนวณพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเกิดสารประกอบไอออนิกจากวัฏจักรบอร์น-ฮาเบอร์

ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นมีการเปลี่ยนแปลง พลังงานการเกิด (Heat of formation) การสร้างพันธะเป็นกระบวนการคายความร้อน (Exothermic reaction) การสลายพันธะเป็นกระบวนการดูดความร้อน (Endothermic reaction) เช่น

ปฏิกิริยาการการเกิดสารประกอบโซเดียมคลอไรด์ จากปฏิกิริยาระหว่างโลหะโซเดียมและแก๊สคลอรีน มีการคายพลังงาน 412 กิโลจูลต่อโมล

ดังสมการ เครื่องหมายลบแสดงถึงการคายพลังงานของปฏิกิริยา ถ้าเป็นเครื่องหมายบวกแสดงถึงการดูดพลังงานของปฏิกิริยา

ในทางปฏิบัติเราไม่สามารถวัดพลังงานโครงผลึก (Lattice energy) ที่เกี่ยวข้องกับการรวมตัวกันของไอออนบวกและไอออนลบเกิดเป็นสารประกอบไอออนิคได้

ดังนั้น จำเป็นต้องอาศัยการคำนวณจากปฏิกิริยาย่อย ๆ หลายปฏิกิริยาตาม วัฏจักรบอร์น-ฮาเบอร์ (Born-Haber cycle) ดังแผนภาพต่อไปนี้

1. พลังงานการระเหิด (Heat of sublimation) เป็นพลังงานที่อะตอมของโลหะโซเดียมใช้ในการเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊ส
2. พลังงานพันธะ (Bond energy) เป็นพลังงานที่ใช้ในการสลายพันธะของ Cl-Cl กลายเป็นคลอรีนอะตอมในสถานะแก๊ส
3. พลังงานไอออไนเซชัน (Ionization energy) เป็นพลังงานที่อะตอมของโซเดียมในสถานะแก๊สเสียอิเล็กตรอนกลายเป็น Na⁺
4. สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน (Electron affinity) เป็นพลังงานที่สัมพันธ์กับพลังงานที่คายออกมาเมื่ออะตอมของคลอรีนในสถานะแก๊สได้รับอิเล็กตรอน
5. พลังงานโครงผลึก หรือแลตทิซ (Lacttice energy) เป็นพลังงานที่ไอออนของคลอรีน และไอออนของโซเดียมในสถานะแก๊สคายออกมาเพื่อเกิดเป็นผลึกโซเดียมคลอไรด์

ดังนั้น เมื่อรวมสมการของปฏิกิริยาย่อยทั้ง 5 จะเหลือ Na(s) และ Cl₂(g) เป็นสารตั้งต้น และเหลือ NaCl(s) เป็นผลิตภัณฑ์ดังนี้

ค่าพลังงานรวมสามารถคำนวณได้จาก

เมื่อแทนค่าพลังงานจะได้ว่า

-411 = 107 + 496 + 121 + (-349) + พลังงานแลตทิซ

ดังนั้น พลังงานแลตทิซเท่ากับ -786 kJ/mol ค่าพลังงานเป็นลบแสดงว่าเป็นปฏิกิริยาการคายความร้อน