Περιεχόμενο
Όταν τα μέταλλα και τα μη μέταλλα σχηματίζουν ενώσεις, τα άτομα του μετάλλου δίνουν ηλεκτρόνια στα μη μεταλλικά άτομα. Τα άτομα μετάλλων γίνονται θετικά ιόντα λόγω της απώλειας αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων και τα μη μεταλλικά άτομα γίνονται αρνητικά ιόντα. Τα ιόντα παρουσιάζουν ελκυστικές δυνάμεις για τα ιόντα αντίθετης φορτίσεως - εξ ου και η παροιμία που «προσελκύουν τα αντίθετα». Η δύναμη έλξης μεταξύ αντίθετα φορτισμένων ιόντων ακολουθεί τον νόμο του Coulomb: F = k * q1 * q2 / d2, όπου F αντιπροσωπεύει τη δύναμη έλξης στο Newton, q1 και q2 αντιπροσωπεύει τα φορτία των δύο ιόντων σε coulombs, d αντιπροσωπεύει την απόσταση μεταξύ των πυρήνων των ιόντων σε μέτρα και k είναι μια σταθερά αναλογικότητας 8.99 x 109 Newton τετραγωνικά μέτρα ανά τετραγωνικό coulomb.
Ανατρέξτε σε έναν πίνακα ιόντων για να βρείτε τις χρεώσεις των θετικών και αρνητικών ιόντων στην ένωση. Οι χημικοί τύποι, κατά συνθήκη, απαριθμούν πρώτα το θετικό ιόν. Στην ένωση βρωμιούχο ασβέστιο ή CaBr2, για παράδειγμα, το ασβέστιο αντιπροσωπεύει το θετικό ιόν και παρουσιάζει φορτίο +2. Το βρώμιο αντιπροσωπεύει το αρνητικό ιόν και παρουσιάζει φορτίο -1. Επομένως, q1 = 2 και q2 = 1 στην εξίσωση του νόμου του Coulomb.
Μετατρέψτε τις χρεώσεις στα ιόντα σε coulombs πολλαπλασιάζοντας κάθε φόρτιση κατά 1,9 x 10-19. Κατά συνέπεια, το ιόν ασβεστίου +2 εμφανίζει φορτίο 2 * 1,9 x 10-19 = 3.8 χ 10-19 τα κουλούμπια και το βρώμιο παρουσιάζουν φορτίο 1,9x10-19 coulombs.
Προσδιορίστε την απόσταση μεταξύ των ιόντων αναφέροντας έναν πίνακα ιοντικών ακτίνων. Όταν σχηματίζουν στερεά, τα ιόντα συνήθως κάθονται όσο το δυνατόν πλησιέστερα μεταξύ τους. Η απόσταση μεταξύ τους βρίσκεται με την προσθήκη των ακτίνων των θετικών και αρνητικών ιόντων. Στο παράδειγμα βρωμιούχου ασβεστίου, Ca2+ τα ιόντα παρουσιάζουν ακτίνα περίπου 1,00 angstroms και τα ιόντα ΒΓ παρουσιάζουν ακτίνα περίπου 1,96 angstroms. Η απόσταση μεταξύ των πυρήνων τους είναι επομένως 1,00 + 1,96 = 3,96 angstroms.
Μετατρέψτε την απόσταση μεταξύ των πυρήνων των ιόντων σε μονάδες μετρητών πολλαπλασιάζοντας την τιμή σε angstroms κατά 1 x 10-10. Συνεχίζοντας το προηγούμενο παράδειγμα, η απόσταση των 3,96 angstroms μετατρέπεται σε 3,96 x 10-10 μέτρα.
Υπολογίστε τη δύναμη έλξης σύμφωνα με το F = k * q1 * q2 / d2.
Χρησιμοποιώντας τις τιμές που λήφθηκαν προηγουμένως για το βρωμιούχο ασβέστιο και χρησιμοποιώντας 8.99 x 109 καθώς η τιμή για το k δίνει F = (8.99 x 109) * (3,8 χ 10-19) * (1,9x10-19) / (3,96 χ 10-10)2. Σύμφωνα με τους κανόνες της επιστημονικής τάξης των λειτουργιών, πρέπει πρώτα να πραγματοποιηθεί η τετραγωνισμένη απόσταση, η οποία δίνει F = (8.99 x 109) * (3,8 χ 10-19) * (1,9x10-19) / (1,57 χ 10-19). Η εκτέλεση του πολλαπλασιασμού και της διαίρεσης δίνει F = 4,1 x 10-9 Newton. Αυτή η τιμή αντιπροσωπεύει τη δύναμη έλξης μεταξύ των ιόντων.