science >> Wetenschap >  >> Chemie

Berekeningskracht van aantrekkingskracht tussen Ions

Wanneer metalen en niet-metalen verbindingen vormen, doneren de metaalatomen elektronen aan de niet-metalen atomen. De metaalatomen worden positieve ionen door hun verlies van negatief geladen elektronen, en de niet-metaalatomen worden negatieve ionen. Ionen vertonen aantrekkelijke krachten voor ionen met tegengestelde lading - vandaar het adagium dat "tegenstellingen aantrekken." De aantrekkingskracht tussen tegengesteld geladen ionen volgt de wet van Coulomb: F = k * q 1 * q 2 /d < sup> 2, waarbij F staat voor de aantrekkingskracht in Newton, q 1 en q 2 voor de ladingen van de twee ionen in coulombs, d staat voor de afstand tussen de kernen van de ionen in meters en k is een evenredigheidsconstante van 8,99 x 10 9 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, op afspraak, eerst het positieve ion. In de verbinding calciumbromide, of CaBr 2, vertegenwoordigt het calcium bijvoorbeeld het positieve ion en vertoont het een lading van +2. Broom vertegenwoordigt het negatieve ion en vertoont een lading van -1. Daarom, q 1 = 2 en q 2 = 1 in de wetvergelijking van Coulomb.

Converteer de ladingen van de ionen naar 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 <-supply -19 coulombs en broom vertoont een lading van 1,9 x 10 <-18> coulombs.

Bepaal de afstand tussen de ionen door te verwijzen naar een tabel met ionische radii. Wanneer ze vaste stoffen vormen, zitten ionen normaal zo dicht bij elkaar als mogelijk. De afstand tussen beide wordt gevonden door de stralen van de positieve en negatieve ionen bij elkaar op te tellen. In het voorbeeld calciumbromide vertonen Ca <> 2+ -ionen een straal van ongeveer 1,00 angstrom en Br-ionen vertonen een straal van ongeveer 1,96 angstrom. De afstand tussen hun kernen is daarom 1,00 + 1,96 = 3,96 angstrom.

Zet de afstand tussen de kernen van de ionen om in eenheden van meters door de waarde in Angström te vermenigvuldigen met 1 x 10 -10. In het voorgaande voorbeeld wordt de afstand van 3,96 angstrom omgezet naar 3,96 x 10 -10 meter.

Bereken de aantrekkingskrachtkracht volgens F = k * q 1 * q 2 /d 2.

Gebruik de eerder verkregen waarden voor calciumbromide en gebruik 8,99 x 10 9 als de waarde voor k F = (8,99 x 10 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 het kwadraten van de afstand eerst worden uitgevoerd, wat F = (8,99 x 10 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.

TL; DR (te lang; heeft niet gelezen)

Getallen zoals 1,9 x 10 -19 vertegenwoordigen wetenschappelijke notatie. In dit geval wordt het getal gelezen als "één punt negen keer tien tot de negatieve negentiende macht." U kunt deze waarden eenvoudig invoeren in een wetenschappelijke rekenmachine met behulp van de knop voor wetenschappelijke notatie, meestal aangeduid als EE.