Innhold
Når metaller og ikke-metaller danner forbindelser, donerer metallatomene elektroner til de ikke-metalliske atomer. Metallatomene blir positive ioner på grunn av tap av negativt ladede elektroner, og de ikke-metale atomer blir negative ioner. Joner viser attraktive krefter for ioner med motsatt ladning - derav ordtaket som ”motsetninger tiltrekker seg.” Attraksjonskraften mellom motsatt ladede ioner følger Coulombs lov: F = k * q1 * q2 / d2, hvor F representerer tiltrekningskraften i Newtons, q1 og q2 representerer ladningene til de to ionene i coulombs, d representerer avstanden mellom ionene kjerner i meter og k er en proporsjonalitetskonstant på 8,99 x 109 Newton kvadratmeter per kvadratisk coulomb.
Se en tabell over ioner for å finne ladningene for de positive og negative ionene i forbindelsen. Kjemiske formler, listet det positive ionet først etter konvensjon. I forbindelsen kalsiumbromid, eller CaBr2for eksempel representerer kalsiumet det positive ionet og viser en ladning på +2. Brom representerer det negative ionet og viser en ladning på -1. Derfor, q1 = 2 og q2 = 1 i Coulombs lovligning.
Konverter ladningene på ionene til coulombs ved å multiplisere hver ladning med 1,9 x 10-19. +2 kalsiumion har derfor en ladning på 2 * 1,9 x 10-19 = 3,8 x 10-19 coulombs, og brom viser en avgift på 1,9 x 10-19 anhenger.
Bestem avstanden mellom ionene ved å henvise til en tabell med ioniske radier. Når de danner faste stoffer, sitter ioner normalt så nær hverandre som mulig. Avstanden mellom dem blir funnet ved å legge sammen radiene til de positive og negative ionene. I eksemplet kalsiumbromid, Ca2+ ioner har en radius på omtrent 1,00 ångstrøm og Br-ioner utviser en radius på omtrent 1,96 ångstrøm. Avstanden mellom kjernene deres er derfor 1,00 + 1,96 = 3,96 ångstrømmer.
Konverter avstanden mellom ionenes kjerner til enheter av meter ved å multiplisere verdien i ångstrømmer med 1 x 10-10. Fortsetter det forrige eksempel, konverteres avstanden til 3,96 ångstrømmer til 3,96 x 10-10 meter.
Beregn tiltrekningskraften i henhold til F = k * q1 * q2 / d2.
Bruk av tidligere oppnådde verdier for kalsiumbromid og ved bruk av 8,99 x 109 som verdien for k gir F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (3,96 x 10-10)2. I henhold til reglene for den vitenskapelige rekkefølgen av operasjoner, må kvadratet for avstanden utføres først, noe som gir F = (8,99 x 10)9) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (1,57 x 10-19). Å utføre multiplikasjonen og delingen gir da F = 4,1 x 10-9 Newton. Denne verdien representerer tiltrekningskraften mellom ionene.