Innehåll
När metaller och icke-metaller bildar föreningar donerar metallatomerna elektroner till de icke-metallatomerna. Metallatomerna blir positiva joner på grund av deras förlust av negativt laddade elektroner, och de icke-metallatomerna blir negativa joner. Joner uppvisar attraktiva krafter för joner med motsatt laddning - följaktligen det ordspråket som "motsatser lockar." Attraktionskraften mellan motsatt laddade joner följer Coulombs lag: F = k * q1 * q2 / d2, där F representerar dragkraften i Newtons, q1 och q2 representerar laddningarna för de två jonerna i coulombs, d representerar avståndet mellan jonerna kärnor i meter och k är en proportionalitetskonstant på 8,99 x 109 Newton kvadratmeter per kvadrat coulomb.
Se en tabell över joner för att hitta laddningarna för de positiva och negativa jonerna i föreningen. Kemiska formler, enligt konvention, listar den positiva jonen först. I föreningen kalciumbromid eller CaBr2t ex representerar kalcium den positiva jonen och uppvisar en laddning av +2. Brom representerar den negativa jonen och uppvisar en laddning av -1. Därför q1 = 2 och q2 = 1 i Coulombs lagekvation.
Konvertera laddningarna på jonerna till coulombs genom att multiplicera varje laddning med 1,9 x 10-19. Kalciumjonen +2 uppvisar därför en laddning av 2 * 1,9 x 10-19 = 3,8 x 10-19 coulombs och brom uppvisar en avgift på 1,9 x 10-19 coulomb.
Bestäm avståndet mellan jonerna genom att hänvisa till en tabell med joniska radier. När de bildar fasta ämnen, sitter joner normalt så nära varandra som möjligt. Avståndet mellan dem hittas genom att lägga till radierna för de positiva och negativa jonerna. I exemplet kalciumbromid, Ca2+ joner uppvisar en radie av cirka 1,00 ångström och Br-joner uppvisar en radie av cirka 1,96 ångström. Avståndet mellan deras kärnor är därför 1,00 + 1,96 = 3,96 ångström.
Konvertera avståndet mellan jonerna kärnor till enheter av meter genom att multiplicera värdet i ångström med 1 x 10-10. Fortsätter det föregående exemplet konverteras avståndet till 3,96 ångström till 3,96 x 10-10 meter.
Beräkna dragkraften enligt F = k * q1 * q2 / d2.
Med användning av de tidigare erhållna värdena för kalciumbromid och med användning av 8,99 x 109 eftersom värdet för k ger F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (3,96 x 10-10)2. Enligt reglerna för den vetenskapliga arbetsordningen måste avståndets kvadratisering först utföras, vilket ger F = (8,99 x 10)9) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (1,57 x 10-19). Genom att utföra multiplikationen och delningen ger F = 4,1 x 10-9 Newton. Detta värde representerar dragkraften mellan jonerna.