Съдържание
Когато металите и аметалите образуват съединения, металните атоми отдават електрони на аметалните атоми. Тогава металните атоми приемат положителни заряди поради загубата на електрони, докато аметалите приемат отрицателни заряди. Химиците наричат заредените атоми "йони". Йоните проявяват сила на привличане за йони с противоположен заряд - оттук и поговорката, че „противоположностите се привличат“ - силата на привличане между йони с противоположен заряд или отблъскване между йони с еднакъв заряд, следва закона на Кулон, изразен математически като F = k * q1 * q2 / d ^ 2, където "F" представлява силата на привличане в нютони, "q1" и "q2" представляват зарядите на двата йона в кулони, "d" представлява разстоянието между йонните ядра и "k" е константата на пропорционалност, която е еквивалентна на 8,99 х 10 ^ 9 нютона х квадратни метра на кулон на квадрат.
Етап 1
Потърсете в таблицата зарядите на положителните и отрицателните йони на въпросното съединение. Химическите формули, по споразумение, извеждат положителния йон на първо място. Например в съединението калциев бромид или CaBr2, калцият представлява положителния йон и има +2 заряд, докато брома изобразява отрицателния йон, с -1 заряд. И така, q1 = 2 и q2 = 1 в уравнението на закона на Кулон.
Стъпка 2
Преобразувайте йонните заряди в кулони, като умножите всеки заряд по 1,9 х 10 ^ -19. Тогава +2 калцият ще има заряд от 2 * 1,9 х 10 ^ -19 = 3,8 х 10 ^ -19 кулони, а брома ще има заряд от 1,9 х 10 ^ -19 кулони.
Стъпка 3
Определете разстоянието между йоните, като ги потърсите в таблицата с йонни лъчи. Когато йони образуват твърди вещества, те обикновено се появяват възможно най-близо един до друг в таблицата. След това разстоянието между тях се определя чрез добавяне на радиуса на положителния йон към радиуса на отрицателния. В примера с калциев бромид йони Ca2 + имат радиус около 1 ангстрем, докато Br-йони имат радиус близо до 1,96 ангстрема. Тогава разстоянието между техните ядра е 1,00 + 1,96 = 3,96 ангстрема.
Стъпка 4
Преобразувайте разстоянието между ядрата на йони в метрични единици, умножавайки стойността в ангстреми по 1 х 10 ^ -10. Продължавайки предишния пример, разстоянието от 3,96 ангстрема се превръща в 3,96 х 10 ^ -10 метра.
Стъпка 5
Изчислете силата на привличане по формулата F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Използвайки получените по-рано стойности на калциев бромид и използвайки 8,99 х 10 ^ 9 като k стойност, имаме F = (8,99 х 10 ^ 9) * (3,8 х 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. Съгласно правилата на научния ред на операциите, първо трябва да се изчисли квадратът на разстоянието, след това F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 х 10 ^ -19). Продължавайки с умножението и делението, стигаме до F = 4,1 х 10 ^ -9 нютона. Тази стойност представлява силата на привличане между йоните.