Indhold
Når metaller og ametaler danner forbindelser, donerer metalatomer elektroner til ametalatomer. Metalatomer antager derefter positive ladninger på grund af tab af elektroner, mens ametaler antager negative ladninger. Kemikere refererer til ladede atomer som "ioner". Ioner udviser en tiltrækningskraft for ioner med modsat ladning - deraf ordsproget, at "modsætninger tiltrækker" - tiltrækningskraften mellem ioner med modsat ladning, eller frastødning mellem ioner med samme ladning, følger Coulombs lov, udtrykt matematisk som F = k * q1 * q2 / d ^ 2, hvor "F" repræsenterer tiltrækningskraften i newton, "q1" og "q2" repræsenterer ladningerne for de to ioner i coulomb, "d" repræsenterer afstanden mellem ionkernerne og "k" er proportionalitetskonstanten, hvilket svarer til 8,99 x 10 ^ 9 newton x kvadratmeter pr. coulomb i kvadrat.
Trin 1
Søg i tabellen for ladningerne af de positive og negative ioner af den pågældende forbindelse. Kemiske formler sætter ved konvention den positive ion først. I forbindelsen calciumbromid eller CaBr2 repræsenterer calcium for eksempel den positive ion og har en +2 ladning, mens brom skildrer den negative ion med en -1 ladning. Så, q1 = 2 og q2 = 1 i Coulomb-lovligningen.
Trin 2
Konverter ionladningerne til coulombs ved at gange hver ladning med 1,9 x 10 ^ -19. +2 calcium vil derefter have en ladning på 2 * 1,9 x 10 ^ -19 = 3,8 x 10 ^ -19 coulombs, og brom udviser en ladning på 1,9 x 10 ^ -19 coulombs.
Trin 3
Bestem afstanden mellem ionerne ved at kigge efter dem i ionstråletabellen. Når ioner danner faste stoffer, vises de normalt så tæt på hinanden som muligt i tabellen. Afstanden mellem dem bestemmes derefter ved at tilføje den positive ions radius til den negative radius. I calciumbromideksemplet har Ca2 + -ioner en radius på ca. 1 Ångstrøm, mens Brioner har en radius tæt på 1,96 Ångstrøm. Afstanden mellem deres kerner er derefter 1,00 + 1,96 = 3,96 Ångstrøm.
Trin 4
Konverter afstanden mellem ionkernerne til metriske enheder ved at gange værdien i ångstrøm med 1 x 10 ^ -10. Fortsat det foregående eksempel konverteres afstanden på 3,96 Ångstrøm til 3,96 x 10 ^ -10 meter.
Trin 5
Beregn tiltrækningskraften efter formlen F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Ved hjælp af de tidligere opnåede værdier af calciumbromid og anvendelse af 8,99 x 10 ^ 9 som k-værdi har vi F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. I henhold til reglerne for den videnskabelige rækkefølge skal afstandens firkant først beregnes, derefter F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). Fortsætter vi med multiplikation og division, når vi frem til F = 4,1 x 10 ^ -9 newton. Denne værdi repræsenterer tiltrækningskraften mellem ionerne.