Zawartość
Kiedy metale i ametale tworzą związki, atomy metalu przekazują elektrony atomom ametalu. Atomy metali przyjmują wówczas ładunki dodatnie z powodu utraty elektronów, podczas gdy ametale przyjmują ładunki ujemne. Chemicy nazywają naładowane atomy „jonami”. Jony wykazują siłę przyciągania dla jonów o przeciwnych ładunkach - stąd przysłowie, że „przeciwieństwa się przyciągają” - siła przyciągania między jonami o przeciwnych ładunkach lub odpychanie między jonami o równym ładunku jest zgodna z prawem Coulomba, wyrażonym matematycznie jako F = k * q1 * q2 / d ^ 2, gdzie „F” reprezentuje siłę przyciągania w niutonach, „q1” i „q2” reprezentują ładunki dwóch jonów w kulombach, „d” reprezentuje odległość między jądrem jonu a „k” jest stałą proporcjonalności, która jest równoważna 8,99 x 10 ^ 9 niutonów x metr kwadratowy na kulomb do kwadratu.
Krok 1
Przeszukaj tabelę pod kątem ładunków jonów dodatnich i ujemnych danego związku. Wzory chemiczne, zgodnie z konwencją, wprowadzają najpierw jon dodatni. Na przykład w związku bromku wapnia lub CaBr2 wapń reprezentuje jon dodatni i ma ładunek +2, podczas gdy brom przedstawia jon ujemny z ładunkiem -1. Zatem q1 = 2 i q2 = 1 w równaniu prawa Coulomba.
Krok 2
Zamień ładunki jonowe na kulomby, mnożąc każdy ładunek przez 1,9 x 10 ^ -19. Wapń +2 będzie miał wtedy ładunek 2 * 1,9 x 10 ^ -19 = 3,8 x 10 ^ -19 kulombów, a brom będzie miał ładunek 1,9 x 10 ^ -19 kulombów.
Krok 3
Określ odległość między jonami, szukając ich w tabeli promieni jonowych. Kiedy jony tworzą ciała stałe, zwykle pojawiają się w tabeli tak blisko siebie, jak to możliwe. Odległość między nimi jest następnie określana przez dodanie promienia jonu dodatniego do promienia jonu ujemnego. W przykładzie bromku wapnia, jony Ca2 + mają promień około 1 angstremów, podczas gdy jony Br- mają promień bliski 1,96 angstremów. Odległość między ich rdzeniami wynosi wtedy 1,00 + 1,96 = 3,96 angstremów.
Krok 4
Zamień odległość między jądrami jonów na jednostki metryczne, mnożąc wartość w angstremach przez 1 x 10 ^ -10. Kontynuując poprzedni przykład, odległość 3,96 angstremów przelicza się na 3,96 x 10 ^ -10 metrów.
Krok 5
Oblicz siłę przyciągania według wzoru F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Korzystając z wcześniej uzyskanych wartości bromku wapnia i używając 8,99 x 10 ^ 9 jako wartości k, otrzymujemy F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. Zgodnie z zasadami naukowej kolejności działań, najpierw należy obliczyć kwadrat odległości, a następnie F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). Kontynuując mnożenie i dzielenie, dochodzimy do F = 4,1 x 10 ^ -9 niutonów. Ta wartość reprezentuje siłę przyciągania między jonami.