Obsah
Když kovy a ametyly tvoří sloučeniny, atomy kovů darují elektrony atomům ametu. Atomy kovů pak předpokládají kladné náboje v důsledku ztráty elektronů, zatímco ametylové přijímají záporné náboje. Chemici označují nabité atomy jako „ionty“. Iony vykazují přitažlivou sílu pro ionty opačného náboje - proto přísloví, že „protiklady přitahují“ - síla přitažlivosti mezi ionty opačného náboje nebo odpor mezi ionty stejného náboje, následuje Coulombův zákon, vyjádřený matematicky jako F = k * q1 * q2 / d ^ 2, kde „F“ představuje přitažlivou sílu v newtonech, „q1“ a „q2“ představují náboje dvou iontů v coulombech, „d“ představuje vzdálenost mezi iontovými jádry a „k“ je konstanta proporcionality, která odpovídá 8,99 x 10 ^ 9 newtonů x metr čtvereční na druhou coulomb na druhou.
Krok 1
V tabulce vyhledejte náboj kladných a záporných iontů dané sloučeniny. Chemické vzorce podle konvence přinášejí kladný iont jako první. Například ve sloučenině bromid vápenatý nebo CaBr2 představuje vápník kladný iont a má náboj +2, zatímco brom představuje záporný iont s nábojem -1. Takže q1 = 2 a q2 = 1 v rovnici Coulombova zákona.
Krok 2
Převeďte iontové náboje na coulomby vynásobením jednotlivých nábojů 1,9 x 10 ^ -19. +2 vápník pak bude mít náboj 2 * 1,9 x 10 ^ -19 = 3,8 x 10 ^ -19 coulombů a brom bude mít náboj 1,9 x 10 ^ -19 coulombů.
Krok 3
Určete vzdálenost mezi ionty jejich hledáním v tabulce iontových paprsků. Když ionty tvoří pevné látky, obvykle se v tabulce objevují co nejblíže k sobě. Vzdálenost mezi nimi je pak určena přidáním poloměru kladného iontu k poloměru záporného. V příkladu bromidu vápenatého mají ionty Ca2 + poloměr přibližně 1 angstrom, zatímco ionty Br- mají poloměr blízký 1,96 angstromu. Vzdálenost mezi jejich jádry je pak 1,00 + 1,96 = 3,96 angstromů.
Krok 4
Převeďte vzdálenost mezi iontovými jádry na metrické jednotky vynásobením hodnoty v angstromech 1 x 10 ^ -10. V předchozím příkladu se vzdálenost 3,96 angstromů převede na 3,96 x 10 ^ -10 metrů.
Krok 5
Vypočítejte přitažlivou sílu podle vzorce F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Při použití dříve získaných hodnot bromidu vápenatého a použití hodnoty 8,99 x 10 ^ 9 jako hodnoty k máme F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. Podle pravidel vědeckého řádu operací musí být nejprve vypočítán čtverec vzdálenosti, poté F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). Pokračováním v násobení a dělení se dostaneme k F = 4,1 x 10 ^ -9 newtonů. Tato hodnota představuje sílu přitažlivosti mezi ionty.