Gitterenergi är en form av atomär potentiell energi. Det är mängden energi som behövs för att dela upp jonerna i ett fast ämne i gasformiga joner och atomer, från vilket ett positivt värde härleds. Den omvända formen, där energi frigörs när joner binder under bildandet av ett fast ämne, ger ett negativt värde. Standardenheterna för gitterenergivärden är kilojoule per mol (kJ/mol), och den primära tillämpningen för att beräkna denna atomenergi är att beskriva hur stabil en viss jonisk fast substans är.
Joniska fasta ämnen har en kristallin struktur, så varje jon kan interagera med några andra med motsatt laddning. Den ordnade strukturen tillåter joner att interagera trots att den tillgängliga termodynamiska energin för att driva någon process, eller entropi, är låg. När joner med motsatta laddningar interagerar frigörs mycket energi, en egenskap som gör att fasta joner har mycket höga smält- och kokpunkter.
Den energi som behövs för dessa reaktioner kan bestämmas genom att beräkna gitterenergin för jonerna. Gitterenergier beräknas genom att tillämpa Born-Haber-cykeln, som involverar en kombination av energikoncept som används för att härleda en exakt mätning. Joniseringsenergi, den energi som behövs för att få en elektron att separera från en atom eller jon, samt elektronaffinitet, den energi som frigörs genom att lägga till en elektron till en jon eller neutral atom, ingår i sådana beräkningar. Andra värden inkluderar dissociationsenergi, behov av att bryta isär en förening; sublimeringsenergi, som kan få ett ämne att ändras från ett fast ämne till gas; och bildningsvärme, förändringen i energi när en förening skapas av dess grundämnen.
Förändringar i energi i vilken process som helst kan beräknas genom att bryta ner saker steg-för-steg, vilket förklaras av Hess’ lag. Genom att omorganisera Born-Haber-cykelekvationen för att beräkna gitterenergi, uppnås resultatet av att subtrahera bildningsvärmet från atomiseringsvärmet, från dissociationsenergivärdet, minus summan av joniseringsenergier, minus summan av elektronaffiniteter. Detta resultat beskriver frigörandet av energi när metall- och icke-metalljoner bildar ett fast ämne. Gitterenergitrender definierar om det fasta materialet bryts upp, för vilket slutresultatet är ett positivt värde, eller om joner binder, vilket resulterar i ett negativt energivärde. Dessa energivärden uppskattas alltid med Born-Haber Cycle principer eftersom gitterenergi inte kan mätas direkt.