Съдържание
Когато металите и неметалите образуват съединения, металните атоми даряват електрони на неметалните атоми. Металните атоми се превръщат в положителни йони поради загубата на отрицателно заредени електрони, а неметалните атоми стават отрицателни йони. Йони проявяват привлекателни сили за йони с противоположен заряд - оттук и поговорката, която "противоположностите привличат." Силата на привличане между противоположно заредени йони следва закона на Кулона: F = k * q1 * q2 / д2, където F представлява силата на привличане в Нютони, q1 и q2 представлява зарядите на двата йона в кулоби, d представлява разстоянието между ядрата на йони в метри и k е константа на пропорционалност 8,99 x 109 Нютон квадратни метра на квадратен кулон.
Вижте таблицата с йони, за да намерите зарядите на положителните и отрицателните йони в съединението. Химическите формули по споразумение първо изброяват положителния йон. В съединението калциев бромид, или CaBr2например, калцият представлява положителния йон и проявява заряд от +2. Бромът представлява отрицателния йон и проявява заряд от -1. Следователно, q1 = 2 и q2 = 1 в закона на уравнението на Кулом.
Преобразувайте таксите върху йоните в кулони, като умножите всяко зареждане по 1,9 х 10-19, Следователно +2 калциевият йон проявява заряд от 2 * 1.9 x 10-19 = 3,8 х 10-19 куломи и бром показва заряд 1,9 х 10-19 кулони.
Определете разстоянието между йоните, като се обърнете към таблица с йонни радиуси. Когато образуват твърди вещества, йони обикновено седят възможно най-близо един до друг. Разстоянието между тях се намира чрез събиране на радиусите на положителните и отрицателните йони. В примера калциев бромид, Ca2+ йони проявяват радиус около 1,00 ангстрема, а Br- йони имат радиус около 1,96 ангстрема. Следователно разстоянието между техните ядра е 1.00 + 1.96 = 3.96 ангстреми.
Преобразувайте разстоянието между ядрата на йони в мерни единици, като умножете стойността в ангстремите на 1 x 10-10, Продължавайки предишния пример, разстоянието от 3,96 ангстрема се преобразува в 3,96 х 10-10 м.
Изчислете силата на привличане според F = k * q1 * q2 / д2.
Използване на получените по-рано стойности за калциев бромид и използване на 8,99 х 109 като стойността за k дава F = (8,99 х 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (3,96 х 10-10)2, Съгласно правилата на научния ред на операциите първо трябва да се извърши подреждането на разстоянието, което дава F = (8.99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (1,57 х 10-19). След това извършването на умножението и делението дава F = 4.1 x 10-9 Нютона. Тази стойност представлява силата на привличане между йоните.