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Wenn Metalle und Ametale Verbindungen bilden, geben die Metallatome Elektronen an die Ametalatome ab. Metallatome nehmen dann aufgrund des Elektronenverlusts positive Ladungen an, während Ametale negative Ladungen annehmen. Chemiker bezeichnen geladene Atome als "Ionen". Ionen zeigen eine Anziehungskraft für Ionen entgegengesetzter Ladung - daher das Sprichwort, dass "Gegensätze sich anziehen" - die Anziehungskraft zwischen Ionen entgegengesetzter Ladung oder die Abstoßung zwischen Ionen gleicher Ladung folgt dem mathematisch ausgedrückten Coulombschen Gesetz als F = k * q1 * q2 / d ^ 2, wobei "F" die Anziehungskraft in Newton darstellt, "q1" und "q2" die Ladungen der beiden Ionen in Coulomb darstellen, "d" die Entfernung darstellt zwischen den Ionenkernen und "k" ist die Proportionalitätskonstante, die 8,99 x 10 ^ 9 Newton x Quadratmeter pro Coulomb-Quadrat entspricht.
Schritt 1
Durchsuchen Sie die Tabelle nach den Ladungen der positiven und negativen Ionen der betreffenden Verbindung. Chemische Formeln bringen üblicherweise das positive Ion zuerst. In der Verbindung Calciumbromid oder CaBr2 stellt beispielsweise Calcium das positive Ion dar und hat eine Ladung von +2, während Brom das negative Ion mit einer Ladung von -1 darstellt. Also ist q1 = 2 und q2 = 1 in der Coulombschen Gesetzgleichung.
Schritt 2
Wandeln Sie die Ionenladungen in Coulomb um, indem Sie jede Ladung mit 1,9 x 10 ^ -19 multiplizieren. Das +2 Calcium hat dann eine Ladung von 2 * 1,9 x 10 ^ -19 = 3,8 x 10 ^ -19 Coulomb, und Brom zeigt eine Ladung von 1,9 x 10 ^ -19 Coulomb.
Schritt 3
Bestimmen Sie den Abstand zwischen den Ionen, indem Sie sie in der Ionenstrahlentabelle suchen. Wenn Ionen Feststoffe bilden, erscheinen sie in der Tabelle normalerweise so nahe wie möglich beieinander. Der Abstand zwischen ihnen wird dann bestimmt, indem der Radius des positiven Ions zum Radius des negativen hinzugefügt wird. Im Beispiel Calciumbromid haben Ca2 + -Ionen einen Radius von etwa 1 Angström, während Br- -Ionen einen Radius nahe 1,96 Angström haben. Der Abstand zwischen ihren Kernen beträgt dann 1,00 + 1,96 = 3,96 Angström.
Schritt 4
Konvertieren Sie den Abstand zwischen den Ionenkernen in metrische Einheiten und multiplizieren Sie den Wert in Angström mit 1 x 10 ^ -10. In Fortsetzung des vorherigen Beispiels wird der Abstand von 3,96 Angström in 3,96 x 10 ^ -10 Meter umgerechnet.
Schritt 5
Berechnen Sie die Anziehungskraft nach der Formel F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Unter Verwendung der zuvor erhaltenen Werte von Calciumbromid und unter Verwendung von 8,99 × 10 9 als k-Wert ergibt sich F = (8,99 × 10 9) * (3,8 × 10 ^ -19) * (1,9) x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. Nach den Regeln der wissenschaftlichen Operationsordnung muss zuerst das Quadrat der Entfernung berechnet werden, dann F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10) ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). Wenn wir mit Multiplikation und Division fortfahren, erhalten wir F = 4,1 x 10 ^ -9 Newton. Dieser Wert repräsentiert die Anziehungskraft zwischen den Ionen.