Содержание
Когда металлы и аметаллы образуют соединения, атомы металлов отдают электроны атомам металла. Затем атомы металла принимают положительный заряд из-за потери электронов, а атомы металла принимают отрицательный заряд. Химики называют заряженные атомы «ионами». Ионы проявляют силу притяжения для ионов противоположного заряда - отсюда пословица, что «противоположности притягиваются» - сила притяжения между ионами противоположного заряда или отталкивание между ионами одинакового заряда следует закону Кулона, выраженному математически. так как F = k * q1 * q2 / d ^ 2, где «F» представляет силу притяжения в ньютонах, «q1» и «q2» представляют заряды двух ионов в кулонах, «d» представляет расстояние между ионными ядрами и "k" - константа пропорциональности, которая эквивалентна 8,99 x 10 ^ 9 ньютон на квадратный метр на квадрат кулонов.
Шаг 1
Найдите в таблице заряды положительных и отрицательных ионов рассматриваемого соединения. В химических формулах на первое место ставится положительный ион. Например, в соединении бромид кальция или CaBr2 кальций представляет собой положительный ион и имеет заряд +2, а бром представляет собой отрицательный ион с зарядом -1. Итак, q1 = 2 и q2 = 1 в уравнении закона Кулона.
Шаг 2
Преобразуйте заряды ионов в кулоны, умножив каждый заряд на 1,9 x 10 ^ -19. Тогда +2 кальций будет иметь заряд 2 * 1,9 x 10 ^ -19 = 3,8 x 10 ^ -19 кулонов, а бром будет иметь заряд 1,9 x 10 ^ -19 кулонов.
Шаг 3
Определите расстояние между ионами, ища их в таблице ионных лучей. Когда ионы образуют твердые частицы, они обычно отображаются в таблице как можно ближе друг к другу. Затем расстояние между ними определяется путем добавления радиуса положительного иона к радиусу отрицательного. В примере с бромидом кальция ионы Ca2 + имеют радиус около 1 ангстрем, в то время как ионы Br- имеют радиус, близкий к 1,96 ангстрем. Тогда расстояние между их ядрами составляет 1,00 + 1,96 = 3,96 ангстрем.
Шаг 4
Преобразуйте расстояние между ионными ядрами в метрические единицы, умножив значение в ангстремах на 1 x 10 ^ -10. Продолжая предыдущий пример, расстояние 3,96 ангстрем преобразуется в 3,96 x 10 ^ -10 метров.
Шаг 5
Рассчитайте силу притяжения по формуле F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Используя ранее полученные значения бромида кальция и 8,99 x 10 ^ 9 в качестве значения k, мы имеем F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 х 10 ^ -19) / (3,96 х 10 ^ -10) ^ 2. Согласно правилам научного порядка операций, сначала должен быть вычислен квадрат расстояния, затем F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 х 10 ^ -19). Продолжая умножение и деление, мы получаем F = 4,1 x 10 ^ -9 ньютонов. Это значение представляет силу притяжения между ионами.