当Q>K时，ΔG>0，正方向非自发，逆方向自发；
当Q=K时，ΔG=0，达到平衡.
ΔG……化学反应方向的判据；
ΔGø……与K有关的化学反应限度的标志，
只有当ΔGø>45.6kJ/mol时，可用ΔGø代替ΔG，
因为此时K=10-8，
习惯上认为是不发生反应的尺度，
若−45.6<ΔGø<45.6kJ/mol，用ΔGø易误判，
必须计算ΔG,正确判断。
2.ΔGø与ΔGfø的关系.由稳定态单质生成二元化合物时，
1/2A2+1/2B2=AB，ΔGø=ΔGfø（AB），
但对于AB+B2=AB3等类型的反应，
ΔGø不等于ΔGfø（AB3），
ΔGø=ΔGfø（AB3）-ΔGfø（AB）.
3.ΔG与ΔH的关系.按ΔG=ΔH-TΔS公式，
当ΔS很小时，可用ΔH代替ΔG判断反应方向和化合物稳定性，
类推，也可用ΔHø代替ΔGø，ΔHfø代替ΔGfø.
3.2.晶格能与离子化合物的稳定性
3.2.1.晶格能（L。
）.
0K时，1mol固体化合物在101.3kPa压力下，转化为彼此相距无限远的气态离子时的内能变化。
298K时的晶格能（L298）是通过Born-Haber循环，藉助其它重要物理量的实验值求得。
1.晶格能实验值的计算.
化合物MXn（s）的Born-Haber循环见图3-1
特别注意：
该循环中，L。
、IE、EA均为0K时体系内能的变化，而M的原子化焓ΔHaø，X2的离解焓、固体化合物MXn的标准生成焓均为298K时的焓变，
故严格计算时，应该是：
（1）.按ΔH=ΔU+ΔnRT公式，将L、IE、EA转化为ΔHø，对于MX（s）→M+（g）+X-（g）两者间只相差2RT，相对于数值较大的L。
、IE、EA，近似处理可略去不计。
（2）按基尔霍夫定律（式3-4），将0K时的ΔHø转化为298K时的数据，对于IE、EA两者只相差5/2RT（约6kJ/mol），对于L。
，两者差值也很小，均可略去不计。
2.晶格能的理论计算公式
（1）.Born-Lande方程（式3-6、3-7），应用此式，必需知道Madelung常数（表3-3）和Born指数（表3-4）.
（2）Kapustinskii公式.适用于惰气型离子，
比较精确的是式（3-8），
比较简单近似的是式（3-9），该式应用较广泛（注意式中半径单位为Ǻ
3.晶格能理论值和实验值的比较
.从表3-5可知：
阳离子为8电子构型的岩盐型晶体，
L。
（实）≌L。
（理）；
阳离子为18、18+2、9-17电子构型的晶体，
L。
（实）>L。
（理）；阳离子相同时，氟化物偏差小，
碘化物偏差大。
原因：
离子极化作用的影响，
导致离子键的成份中有共价性贡献。
4.金属元素在离子晶体中的稳定价态
元素在离子晶体中的价态，可通过计算假定化合物的理论晶格能，再设计Born-Haber循环，求出生成该化合物反应的焓变，从热力学上判断该化合物能否生成？
例如：
NaCl（s）+1/2Cl2（g）→NaCl2
ΔHø=2613kJ/mol，表示完全不能自发进行，
说明虽然L2（NaCl2）远大于L1（NaCl），但由于IE2（Na）太大，在能量上不利。
再如Ca能否生成CaCl？
首先从理论上求出CaCl的L。
，再求出CaCl的ΔHfø=-132.1kJ/mol，
说明从单质合成CaCl，在热力学上允许，但实际不存在，
因为发生了歧化反应：
2CaCl（s）→Ca（s）+CaCl2（s）
ΔHø=-541kJ/mol.
3.3.键能与共价物质的稳定性
3.3.1.键能与键离解能.
离解能：
ABn（g）→A（g）+nB（g）
AB（g）→A（g）+B（g）.
双原子分子键能=离解能；
多原子分子键能=离解能/键数.
键能∽内能，可近似用键焓ΔH表示.
3.3.2.共价物质的稳定存在形式
1.为什么硼的最简单氢化物是B2H6，而不是BH3？
2.为什么二氧化碳是气态小分子CO2，
而二氧化硅则是固态巨型分子？
3.为什么氮、氧单质以气态N2、O2小分子存在，
而同族的磷、硫单质则是以P4、S8存在？
4.为什么三价P的氧化物是P4O6，
而三价N却无类似的N4O6？
••••••••••••••
所有这些问题均可用热力学方法，加以判断。
例如：
BH3（g）→B2H6（g），
该反应的ΔHø=ΔHø（B2H6，g）-ΔHø（BH3，g），
若计算出的ΔHø<0，转化反应自发进行，
说明BH3不能稳定存在。
B2H6的标准生成焓查热力学函数表可知，假想的BH3的标准生成焓可通过键能数据,设计Born-Haber循环求得。
（教材P.147）。
其余实例见教材（P.148-P.153）。
3.4.水合离子的热力学性质和盐类的溶解性
3.4.1.水溶液中离子的热力学性质
1.水合离子的标准生成焓和标准生成自由能
定义：
由组成元素的稳定单质
生成1mol水合离子过程的标准焓变（自由能变）。
例：
Mg（s）→Mg2+（aq）+2e-，因溶液中不可能存在单一的正离子或负离子，必须有另一种电荷的离子存在，
故定出一个标准参考态，
以H+（aq）的ΔHfø=0、ΔGfø=0，和待测离子组成反应，Mg（s）+2H+（aq）→Mg2+（aq）+H2（g），
该反应的ΔHø（ΔGø）就是Mg2+（aq）的ΔHfø（ΔGfø）。
2.离子的水化焓（ΔHhø）和水化自由能（ΔGhø）
定义：
1mol气态离子溶于水中成为‘无限稀释’溶液时的焓变（自由能变）。
测量：
Mn+（g）+Xn-（g）→Mn+（aq）+Xn-（aq），
实际测得的是两种离子水化焓（水化自由能）之和，
确定两种离子各自的水化焓方法有多种，当它们电荷相同、半径相近时，近似认为水化焓相等，
个别离子水化自由能的确定，可设计热力学循环确定（P.157-P.158）
3.水合离子的熵.
通过测量溶解度和活度系数，
可求出溶解过程两种水合离子标准熵之和，
规定：
Sø（H+，aq）=0，
由此求出的个别水合离子的标准熵是相对值。
离子从气相转入水相，Sø减小，半径小、电荷高者，
熵值减小得更多。
3.4.2.无机盐的溶解性
1.溶解过程的自由能变化（ΔGsø）.
按ΔGsø=-RTlnKsp，
ΔGsø值愈大，盐的溶解度越小，反之，越大。
因ΔGsø=ΔHsø-TΔSsø，ΔHsø=ΔHLø+ΔHhø、ΔHLø>0；
ΔHhø<0，故ΔHsø常为较小的数值；
ΔSsø=ΔSLø+ΔShø，ΔSLø>0，ΔShø<0，
当离子的半径较大、电荷较小时，ΔShø小，
故ΔSsø>0，尽管溶解时吸热，但ΔGsø=仍<0而易溶；
当离子半径较小、电荷较高时，水化程度高，
|ΔSøh|大，尽管溶解时放热，但因ΔGø>0而难溶。
2.溶解自由能（ΔGsø）与离子电荷、半径的关系.
ΔGsø=ΔGLø+ΔGhø，
从式3-48、3-49可知：
ΔGLø和ΔGhø，
均与离子电荷、半径有关，
其关系见图3-3、表3-20，
图3-3表明：
1.碱金属与半径较大的阴离子如I-；ClO4-……组成的离子晶体，ΔGsø在r+较大处出现最大值，说明此时溶解度最小.
2.碱金属与半径较小的阴离子如F-、OH-……纽成的离子晶体，ΔGsø随r+增大而单调的减小，说明溶解度增大
.结论：
当r+<当r+和r-大致相近时，则难溶.
解释：
同类型离子晶体溶解，ΔSSø大致相近，
在ΔGsø=ΔHSø-TΔSSø式中，仅考虑ΔHSø的影响，
而ΔHSø=ΔHLø+ΔHhø，ΔHLø受晶格能（L。
）影响，
L。
越大，ΔHLø也越大，而L。
正比于1/（r++r-），
故ΔHLø=f[1/（r++r-）]；ΔHhø=f（1/r+）+f（1/r-）.
故：
r-较大时，随r+增加，
ΔHLø降低的幅度比|ΔHhø|降低的小，溶解度减小；
r-较小时，ΔHLø降低的辐度比|ΔHhø|降低的大，
溶解度增加.
注意：
以上讨论的对象是纯粹的离子模型，若晶体中有共价性成份，溶解度将会大大降低。
3.易溶、难溶的近似界线.
溶解度>0.01mol/L……易溶；
溶解度<0.01mol/L……难溶，
∴1-1价盐，Ksp=10-4，ΔGøs=−RTlnKsp=22.8Kj/mol，
即ΔGøs>22.8……难溶；ΔGøs<22.8……易溶.
同理，可算出1-2（2-1）型；1-3（3-1）型和
2-3（3-2）型的ΔGøs值的界线（表3-21），
所举实例见表3-22.
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