Innhold
Når metaller og ametaler danner forbindelser, donerer metallatomene elektroner til ametalatomene. Metallatomer antar da positive ladninger på grunn av tap av elektroner, mens ametaler antar negative ladninger. Kjemikere refererer til ladede atomer som "ioner". Ioner utviser en tiltrekningskraft for ioner med motsatt ladning - derav ordtaket at "motsetninger tiltrekker seg" - tiltrekningskraften mellom ioner med motsatt ladning, eller frastøting mellom ioner med lik ladning, følger Coulombs lov, uttrykt matematisk som F = k * q1 * q2 / d ^ 2, der "F" representerer tiltrekningskraften i newton, "q1" og "q2" representerer ladningene til de to ionene i coulombs, "d" representerer avstanden mellom ionekjernene og "k" er proporsjonalitetskonstanten, som tilsvarer 8,99 x 10 ^ 9 newton x kvadratmeter per coulomb i kvadrat.
Trinn 1
Søk i tabellen for ladningene av de positive og negative ionene av den aktuelle forbindelsen. Kjemiske formler, etter konvensjon, gir det positive ionet først. I forbindelsen kalsiumbromid, eller CaBr2, for eksempel, representerer kalsium det positive ionet og har en +2 ladning, mens brom viser det negative ionet, med en -1 ladning. Så, q1 = 2 og q2 = 1 i Coulomb-lovligningen.
Steg 2
Konverter ioneladningene til coulombs ved å multiplisere hver ladning med 1,9 x 10 ^ -19. +2 kalsium vil da ha en ladning på 2 * 1,9 x 10 ^ -19 = 3,8 x 10 ^ -19 coulombs, og brom vil utvise en ladning på 1,9 x 10 ^ -19 coulombs.
Trinn 3
Bestem avstanden mellom ionene ved å se etter dem i ionestråletabellen. Når ioner danner faste stoffer, vises de vanligvis så nær hverandre som mulig i tabellen. Avstanden mellom dem bestemmes deretter ved å legge radiusen til det positive ionet til radiusen til det negative. I kalsiumbromideksemplet har Ca2 + -ioner en radius på omtrent 1 Ångstrøm, mens Br-ioner har en radius nær 1,96 Ångstrøm. Avstanden mellom kjernene deres er da 1,00 + 1,96 = 3,96 Ångstrøm.
Trinn 4
Konverter avstanden mellom ionekjernene til metriske enheter, multipliser verdien i angstrøm med 1 x 10 ^ -10. Fortsetter vi det forrige eksemplet, konverterer avstanden på 3,96 Ångstrøm til 3,96 x 10 ^ -10 meter.
Trinn 5
Beregn tiltrekningskraften i henhold til formelen F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Ved å bruke de tidligere oppnådde verdiene av kalsiumbromid og bruke 8,99 x 10 ^ 9 som k-verdi, har vi F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. I henhold til reglene for den vitenskapelige rekkefølgen, må kvadratet av avstanden beregnes først, deretter F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). Fortsetter vi med multiplikasjon og divisjon, når vi F = 4,1 x 10 ^ -9 newton. Denne verdien representerer tiltrekningskraften mellom ionene.