Зміст
Коли метали та метали утворюють сполуки, атоми металів віддають електрони аметальним атомам. Тоді атоми металів приймають позитивні заряди через втрату електронів, тоді як метали приймають негативні заряди. Хіміки називають заряджені атоми "іонами". Іони виявляють силу притягання для іонів протилежного заряду - звідси прислів'я, що "протилежності приваблюють" - сила притягання між іонами протилежного заряду, або відштовхування між іонами рівного заряду, відповідає закону Кулона, вираженому математично як F = k * q1 * q2 / d ^ 2, де "F" представляє силу притягання в ньютонах, "q1" і "q2" представляють заряди двох іонів в кулонах, "d" - відстань між ядрами іонів і "k" - константа пропорційності, яка еквівалентна 8,99 х 10 ^ 9 ньютонів х квадратних метрів на квадрат кулона.
Крок 1
У таблиці знайдіть заряди позитивних та негативних іонів сполуки, про яку йде мова. Хімічні формули, за домовленістю, спочатку приносять позитивний іон. Наприклад, у сполуці броміду кальцію або CaBr2 кальцій являє собою позитивний іон і має заряд +2, тоді як бром зображує негативний іон із зарядом -1. Отже, q1 = 2 і q2 = 1 у рівнянні закону Кулона.
Крок 2
Перетворіть іонні заряди в кулони, помноживши кожен заряд на 1,9 х 10 ^ -19. Тоді кальцій +2 матиме заряд 2 * 1,9 х 10 ^ -19 = 3,8 х 10 ^ -19 кулонів, а бром буде мати заряд 1,9 х 10 ^ -19 кулонів.
Крок 3
Визначте відстань між іонами, шукаючи їх у таблиці іонних променів. Коли іони утворюють тверді речовини, вони, як правило, з’являються якомога ближче один до одного в таблиці. Потім відстань між ними визначається додаванням радіуса позитивного іона до радіуса мінуса. У прикладі з бромідом кальцію іони Са2 + мають радіус близько 1 ангстрему, тоді як іони Бр мають радіус, близький до 1,96 ангстреми. Відстань між їх ядрами тоді становить 1,00 + 1,96 = 3,96 ангстрем.
Крок 4
Перетворіть відстань між ядрами іонів у метричні одиниці, помноживши значення в ангстремах на 1 х 10 ^ -10. Продовжуючи попередній приклад, відстань 3,96 ангстрем перетворюється на 3,96 х 10 ^ -10 метрів.
Крок 5
Обчисліть силу тяжіння за формулою F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Використовуючи отримані раніше значення броміду кальцію та використовуючи 8,99 х 10 ^ 9 як значення k, маємо F = (8,99 х 10 ^ 9) * (3,8 х 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. Згідно з правилами наукового порядку операцій, спочатку потрібно обчислити квадрат відстані, потім F = (8,99 х 10 ^ 9) * (3,8 х 10 ^ -19) * (1,9 х 10 ^ -19) / (1,57 х 10 ^ -19). Продовжуючи множення та ділення, ми отримуємо F = 4,1 х 10 ^ -9 ньютонів. Це значення представляє силу притягання між іонами.