Περιεχόμενο
Όταν τα μέταλλα και τα αμετάλια σχηματίζουν ενώσεις, τα μεταλλικά άτομα δίνουν ηλεκτρόνια στα αμετάλη άτομα. Τα μεταλλικά άτομα στη συνέχεια αναλαμβάνουν θετικά φορτία εξαιτίας της απώλειας ηλεκτρονίων, ενώ τα αμετάλια αναλαμβάνουν αρνητικά φορτία. Οι χημικοί αναφέρονται στα φορτισμένα άτομα ως "ιόντα". Τα ιόντα εμφανίζουν δύναμη έλξης για ιόντα αντίθετου φορτίου - εξ ου και η παροιμία που «προσελκύουν τα αντίθετα» - η δύναμη έλξης μεταξύ ιόντων αντίθετου φορτίου ή απωθήσεως μεταξύ ιόντων ίσης φόρτισης, ακολουθεί το νόμο του Coulomb, που εκφράζεται μαθηματικά ως F = k * q1 * q2 / d ^ 2, όπου το "F" αντιπροσωπεύει τη δύναμη έλξης σε Newton, "q1" και "q2" αντιπροσωπεύουν τα φορτία των δύο ιόντων σε coulombs, "d" αντιπροσωπεύει την απόσταση μεταξύ των πυρήνων ιόντων και του "k" είναι η σταθερά αναλογικότητας, η οποία είναι ισοδύναμη με 8,99 x 10 ^ 9 newton x τετραγωνικό μέτρο ανά τετράγωνο coulomb.
Βήμα 1
Αναζήτηση στον πίνακα για τις χρεώσεις των θετικών και αρνητικών ιόντων της εν λόγω ένωσης. Οι χημικοί τύποι, κατά κανόνα, φέρνουν πρώτα το θετικό ιόν. Στην ένωση βρωμιούχο ασβέστιο, ή CaBr2, για παράδειγμα, το ασβέστιο αντιπροσωπεύει το θετικό ιόν και έχει φορτίο +2, ενώ το βρώμιο απεικονίζει το αρνητικό ιόν, με φορτίο -1. Έτσι, q1 = 2 και q2 = 1 στην εξίσωση νόμου Coulomb.
Βήμα 2
Μετατρέψτε τα φορτία ιόντων σε coulomb πολλαπλασιάζοντας κάθε φορτίο επί 1,9 x 10 ^ -19. Το +2 ασβέστιο θα έχει στη συνέχεια μια φόρτιση 2 * 1,9 χ 10 ^ -19 = 3,8 χ 10 ^ -19 κολομβών και το βρώμιο θα εμφανίσει μια φόρτιση 1,9 χ 10 ^ -19 κολομβών.
Βήμα 3
Προσδιορίστε την απόσταση μεταξύ των ιόντων αναζητώντας τα στον πίνακα ιοντικών ακτίνων. Όταν τα ιόντα σχηματίζουν στερεά, συνήθως εμφανίζονται όσο το δυνατόν πιο κοντά στον πίνακα. Η απόσταση μεταξύ τους καθορίζεται κατόπιν προσθέτοντας την ακτίνα του θετικού ιόντος στην ακτίνα του αρνητικού. Στο παράδειγμα του βρωμιούχου ασβεστίου, τα ιόντα Ca2 + έχουν ακτίνα περίπου 1 angstrom, ενώ τα Brions έχουν ακτίνα κοντά στα 1,96 angstrom. Η απόσταση μεταξύ των πυρήνων τους είναι τότε 1,00 + 1,96 = 3,96 angstroms.
Βήμα 4
Μετατρέψτε την απόσταση μεταξύ των πυρήνων ιόντων σε μετρικές μονάδες, πολλαπλασιάζοντας την τιμή σε angstroms με 1 x 10 ^ -10. Συνεχίζοντας το προηγούμενο παράδειγμα, η απόσταση 3,96 angstroms μετατρέπεται σε 3,96 x 10 ^ -10 μέτρα.
Βήμα 5
Υπολογίστε τη δύναμη έλξης σύμφωνα με τον τύπο F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Χρησιμοποιώντας τις προηγούμενες τιμές βρωμιούχου ασβεστίου και χρησιμοποιώντας 8,99 x 10 ^ 9 ως τιμή k, έχουμε F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (3,96 χ 10 ^ -10) ^ 2. Σύμφωνα με τους κανόνες της επιστημονικής σειράς των λειτουργιών, το τετράγωνο της απόστασης πρέπει να υπολογίζεται πρώτα, και στη συνέχεια F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). Συνεχίζοντας με πολλαπλασιασμό και διαίρεση, φτάνουμε στο F = 4,1 x 10 ^ -9 newtons. Αυτή η τιμή αντιπροσωπεύει τη δύναμη έλξης μεταξύ των ιόντων.