Sadržaj
Kad metali i ametali tvore spojeve, atomi metala doniraju elektrone amelskim atomima. Atomi metala tada pretpostavljaju pozitivne naboje zbog gubitka elektrona, dok ametali preuzimaju negativne naboje. Kemičari nazivaju nabijene atome "ionima". Joni pokazuju silu privlačenja za ione suprotnog naboja - otuda i poslovica da se "suprotnosti privlače" - sila privlačenja između iona suprotnog naboja ili odbojnost između iona jednakog naboja slijedi Coulombov zakon, matematički izražen kako je F = k * q1 * q2 / d ^ 2, gdje "F" predstavlja silu privlačenja u njutnima, "q1" i "q2" predstavljaju naboje dvaju iona u kulonima, "d" predstavlja udaljenost između ionskih jezgri i "k" je konstanta proporcionalnosti, koja je ekvivalentna 8,99 x 10 ^ 9 njutna x kvadratni metar po kvadratnom kulonu.
Korak 1
U tablici potražite naboje pozitivnih i negativnih iona dotičnog spoja. Kemijske formule, prema dogovoru, prvo donose pozitivni ion. Na primjer, u spoju kalcijev bromid ili CaBr2, kalcij predstavlja pozitivni ion i ima +2 naboja, dok brom prikazuje negativni ion, s -1 nabojem. Dakle, q1 = 2 i q2 = 1 u jednadžbi Coulomb zakona.
Korak 2
Pretvorite ionske naboje u kulone množenjem svakog naboja s 1,9 x 10 ^ -19. Kalcij +2 tada će imati naboj od 2 * 1,9 x 10 ^ -19 = 3,8 x 10 ^ -19 kulona, a brom će naboja imati 1,9 x 10 ^ -19 kulona.
3. korak
Utvrdite udaljenost između iona tražeći ih u tablici ionskih zraka. Kad ioni tvore krutine, u tablici se obično pojavljuju što bliže jedni drugima. Zatim se udaljenost između njih određuje dodavanjem radijusa pozitivnog iona radijusu negativnog. U primjeru kalcijevog bromida, Ca2 + ioni imaju radijus od oko 1 angstrema, dok Brioni imaju radijus blizu 1,96 angstrema. Udaljenost između njihovih jezgri je tada 1,00 + 1,96 = 3,96 angstrema.
4. korak
Pretvorite udaljenost između ionskih jezgri u metričke jedinice, pomnoživši vrijednost u angstremima s 1 x 10 ^ -10. Nastavljajući prethodni primjer, udaljenost od 3,96 angstrema pretvara se u 3,96 x 10 ^ -10 metara.
Korak 5
Izračunajte silu privlačenja prema formuli F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Koristeći prethodno dobivene vrijednosti kalcijevog bromida i koristeći 8,99 x 10 ^ 9 kao vrijednost k, imamo F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. Prema pravilima znanstvenog poretka operacija, prvo se mora izračunati kvadrat udaljenosti, a zatim F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). Nastavljajući s množenjem i dijeljenjem, dolazimo do F = 4,1 x 10 ^ -9 njutna. Ova vrijednost predstavlja silu privlačenja između iona.