Innehåll
När metaller och ametaler bildar föreningar donerar metallatomerna elektroner till ametalatomerna. Metallatomer antar sedan positiva laddningar på grund av förlust av elektroner, medan ametaler antar negativa laddningar. Kemister hänvisar till laddade atomer som "joner". Joner uppvisar en attraktionskraft för joner med motsatt laddning - därav ordspråket att "motsatser lockar" - attraktionskraften mellan joner med motsatt laddning, eller avstötning mellan joner med lika laddning, följer Coulombs lag, uttryckt matematiskt som F = k * q1 * q2 / d ^ 2, där "F" representerar attraktionskraften i newton, "q1" och "q2" representerar laddningarna för de två jonerna i coulomb, "d" representerar avståndet mellan jonkärnorna och "k" är proportionalitetskonstanten, vilket motsvarar 8,99 x 10 ^ 9 newton x kvadratmeter per coulomb i kvadrat.
Steg 1
Sök i tabellen för laddningar av de positiva och negativa jonerna av föreningen i fråga. Kemiska formler ger, enligt konvention, den positiva jonen först. I föreningen kalciumbromid eller CaBr2, till exempel, representerar kalcium den positiva jonen och har en +2 laddning, medan brom visar den negativa jonen, med en -1 laddning. Så, q1 = 2 och q2 = 1 i Coulomb-lagekvationen.
Steg 2
Konvertera jonladdningarna till coulomb genom att multiplicera varje laddning med 1,9 x 10 ^ -19. +2-kalciumet kommer då att ha en laddning på 2 * 1,9 x 10 ^ -19 = 3,8 x 10 ^ -19 coulomb och brom uppvisar en laddning på 1,9 x 10 ^ -19 coulomb.
Steg 3
Bestäm avståndet mellan jonerna genom att leta efter dem i jonstråltabellen. När joner bildar fasta ämnen visas de vanligtvis så nära varandra som möjligt i tabellen. Avståndet mellan dem bestäms sedan genom att addera den positiva jonens radie till den negativa radien. I kalciumbromidsexemplet har Ca2 + -joner en radie på cirka 1 ångström, medan Br-joner har en radie nära 1,96 ångström. Avståndet mellan deras kärnor är då 1,00 + 1,96 = 3,96 ångström.
Steg 4
Konvertera avståndet mellan jonkärnorna till metriska enheter, multiplicera värdet i ångström med 1 x 10 ^ -10. Fortsatt föregående exempel, avståndet 3,96 ångström omvandlas till 3,96 x 10 ^ -10 meter.
Steg 5
Beräkna attraktionskraften enligt formeln F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Med de tidigare erhållna värdena på kalciumbromid och med 8,99 x 10 ^ 9 som k-värde har vi F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. Enligt reglerna för den vetenskapliga arbetsordningen måste avståndets kvadrat beräknas först, sedan F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). Fortsätter vi med multiplikation och division når vi F = 4,1 x 10 ^ -9 newton. Detta värde representerar attraktionskraften mellan jonerna.