Door Jack Brubaker
Bijgewerkt op 24 maart 2022

Wanneer metalen en niet-metalen verbindingen vormen, doneren metaalatomen elektronen aan niet-metaalatomen. De metaalatomen worden positief geladen ionen, terwijl de niet-metaalatomen negatief geladen ionen worden. Tegengestelde ladingen trekken elkaar aan, een relatie die wordt gekwantificeerd door de wet van Coulomb:

F =k \frac{q_1 q_2}{d^2}

Hier, F is de aantrekkingskracht in Newton, q_1 en q_2 zijn de ionische ladingen in coulombs, d is de afstand tussen de kernen van de ionen in meters, en k is de Coulomb-constante (8,99 × 10 ⁹ N·m²/C²).

Stap 1 – Ionische ladingen identificeren

Raadpleeg een tabel met veel voorkomende ionen om de ladingen van de positieve en negatieve soorten in de verbinding te bepalen. Chemische formules vermelden het kation eerst. Bijvoorbeeld in calciumbromide (CaBr₂ ), calcium is het kation met een lading van +2, terwijl broom het anion is met een lading van –1. Dus q₁ =2 en q₂ =1 (in elementaire ladingseenheden).

Stap 2 – Converteer kosten naar Coulombs

Vermenigvuldig elke lading met de elementaire lading (1,602 × 10 ^–19 C). Het calciumion draagt 2 × 1,602 × 10 ^–19 =3,204 × 10 ^–19 C, terwijl het bromide-ion 1 × 1,602 × 10 ^–19 draagt =1,602 × 10 ^–19 C.

Stap 3 – Bepaal de interionische afstand

Gebruik een tabel met ionenstralen om de grootte van de ionen te vinden. In vaste stoffen bezetten ionen posities die hun scheiding minimaliseren, zodat de afstand gelijk is aan de som van de stralen. Voor Ca ²⁺ (≈1,00 Å) en Br ^– (≈1,96 Å), de nucleaire scheiding is 1,00 + 1,96 =3,96 Å.

Stap 4 – Converteer afstand naar meters

Converteer angstrom naar meters door te vermenigvuldigen met 1 × 10 ^–10 . Dus 3,96 Å =3,96 × 10 ^–10 m.

Stap 5 – Bereken de kracht

Voeg de waarden in de vergelijking van Coulomb in:

F =(8,99 × 10 ⁹ ) × (3,204 × 10 ^–19 ) × (1,602 × 10 ^–19 ) ÷ (3,96 × 10 ^–10 ) ²

Kwadraat eerst de afstand:(3,96 × 10 ^–10 ) ² =1,57 × 10 ^–19 m². Het uitvoeren van de vermenigvuldiging en deling levert F ≈ 4,1 × 10 ^–9 op N. Dit is de grootte van de aantrekkingskracht tussen de calcium- en bromide-ionen in het kristalrooster.

Tools vereist

• Referentietabel met veel voorkomende ionen
• Referentietabel van ionische stralen
• Wetenschappelijke rekenmachine met wetenschappelijke notatie

TL;DR (te lang; niet gelezen)

Wetenschappelijke notatie zoals 1,9 × 10 ^–19 betekent “één komma negen keer tien tot de negatieve negentiende macht.” Voer deze waarden rechtstreeks in een wetenschappelijke rekenmachine in met behulp van de EE-knop.