Conţinut
Când metalele și ametalii formează compuși, atomii metalici donează electroni atomilor ametali. Atomii metalici își asumă apoi sarcini pozitive din cauza pierderii de electroni, în timp ce ametalii își asumă sarcini negative. Chimiștii se referă la atomii încărcați drept „ioni”. Ionii prezintă o forță de atracție pentru ioni cu sarcină opusă - de unde și proverbul că „opusele atrag” - forța de atracție între ioni cu sarcină opusă sau respingerea între ioni cu sarcină egală, urmează legea lui Coulomb, exprimată matematic ca F = k * q1 * q2 / d ^ 2, unde „F” reprezintă forța de atracție în newtoni, „q1” și „q2” reprezintă sarcinile celor doi ioni din coulombi, „d” reprezintă distanța între nucleele ionice și „k” este constanta de proporționalitate, care este echivalentă cu 8,99 x 10 ^ 9 newton x metru pătrat per coulomb pătrat.
Pasul 1
Căutați în tabel sarcinile ionilor pozitivi și negativi ai compusului în cauză. Formulele chimice, prin convenție, aduc ionul pozitiv mai întâi. În compusul bromură de calciu sau CaBr2, de exemplu, calciul reprezintă ionul pozitiv și are o sarcină +2, în timp ce bromul descrie ionul negativ, cu o sarcină -1. Deci, q1 = 2 și q2 = 1 în ecuația legii Coulomb.
Pasul 2
Convertiți încărcăturile ionice în coulombi înmulțind fiecare încărcare cu 1,9 x 10 ^ -19. Calciul +2 va avea apoi o încărcare de 2 * 1,9 x 10 ^ -19 = 3,8 x 10 ^ -19 colombi, iar bromul va prezenta o încărcătură de 1,9 x 10 ^ -19 colombi.
Pasul 3
Determinați distanța dintre ioni căutându-i în tabelul cu raze ionice. Când ionii formează solide, ele apar de obicei cât mai aproape unele de altele în tabel. Distanța dintre ele este apoi determinată prin adăugarea razei ionului pozitiv la raza negativului. În exemplul de bromură de calciu, ionii Ca2 + au o rază de aproximativ 1 angstrom, în timp ce ionii Br-au o rază apropiată de 1,96 angstrom. Distanța dintre nucleele lor este apoi de 1,00 + 1,96 = 3,96 angstromi.
Pasul 4
Convertiți distanța dintre nucleele ionice în unități metrice, înmulțind valoarea în angstromi cu 1 x 10 ^ -10. Continuând exemplul anterior, distanța de 3,96 angstromi se convertește la 3,96 x 10 ^ -10 metri.
Pasul 5
Calculați forța de atracție conform formulei F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Folosind valorile obținute anterior de bromură de calciu și folosind 8.99 x 10 ^ 9 ca valoare k, avem F = (8.99 x 10 ^ 9) * (3.8 x 10 ^ -19) * (1.9 x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. Conform regulilor ordinii științifice a operațiilor, pătratul distanței trebuie calculat mai întâi, apoi F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). Continuând cu înmulțirea și împărțirea, ajungem la F = 4,1 x 10 ^ -9 newtoni. Această valoare reprezintă forța de atracție dintre ioni.