Inhoud
Wanneer metalen en niet-metalen verbindingen vormen, doneren de metaalatomen elektronen aan de niet-metalen atomen. De metaalatomen worden positieve ionen vanwege hun verlies van negatief geladen elektronen en de niet-metalen atomen worden negatieve ionen. Ionen vertonen aantrekkelijke krachten voor ionen met tegengestelde lading - vandaar het adagium dat 'tegengestelden aantrekken'. De aantrekkingskracht tussen tegengesteld geladen ionen volgt de wet van Coulomb: F = k * q1 * q2 / d2, waar F staat voor de aantrekkingskracht in Newton, q1 en q2 vertegenwoordigt de ladingen van de twee ionen in coulombs, d vertegenwoordigt de afstand tussen de kernen van de ionen in meters en k is een evenredigheidsconstante van 8,99 x 109 Newton vierkante meter per vierkante coulomb.
Raadpleeg een tabel met ionen om de ladingen van de positieve en negatieve ionen in de verbinding te vinden. Chemische formules vermelden volgens afspraak eerst het positieve ion. In de verbinding calciumbromide of CaBr2het calcium vertegenwoordigt bijvoorbeeld het positieve ion en vertoont een lading van +2. Broom vertegenwoordigt het negatieve ion en vertoont een lading van -1. Daarom is q1 = 2 en q2 = 1 in de wetvergelijking van Coulomb.
Zet de ladingen op de ionen om in coulombs door elke lading te vermenigvuldigen met 1,9 x 10-19. Het +2 calciumion vertoont daarom een lading van 2 * 1,9 x 10-19 = 3,8 x 10-19 coulombs en broom vertoont een lading van 1,9 x 10-19 coulombs.
Bepaal de afstand tussen de ionen door te verwijzen naar een tabel met ionische stralen. Wanneer ze vaste stoffen vormen, zitten ionen normaal gesproken zo dicht mogelijk bij elkaar. De afstand tussen hen wordt gevonden door de stralen van de positieve en negatieve ionen bij elkaar op te tellen. In het voorbeeld calciumbromide, Ca2+ ionen vertonen een straal van ongeveer 1,00 angstrom en Brionen vertonen een straal van ongeveer 1,96 angstrom. De afstand tussen hun kernen is daarom 1,00 + 1,96 = 3,96 Angstrom.
Converteer de afstand tussen de ionenkernen naar eenheden van meters door de waarde in Angstrom te vermenigvuldigen met 1 x 10-10. Voortgaand op het vorige voorbeeld wordt de afstand van 3,96 Angstrom omgezet in 3,96 x 10-10 meter.
Bereken de aantrekkingskracht volgens F = k * q1 * q2 / d2.
Gebruik de eerder verkregen waarden voor calciumbromide en gebruik 8,99 x 109 omdat de waarde voor k F = (8,99 x 10 geeft)9) * (3.8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (3,96 x 10-10)2. Volgens de regels van de wetenschappelijke volgorde van operaties moet eerst de afstand in het kwadraat worden uitgevoerd, wat F = (8,99 x 10 oplevert)9) * (3.8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (1,57 x 10-19). Het uitvoeren van de vermenigvuldiging en deling geeft dan F = 4,1 x 10-9 Newton. Deze waarde vertegenwoordigt de aantrekkingskracht tussen de ionen.