Wenn Metalle und Nichtmetalle Verbindungen bilden, geben die Metallatome Elektronen an die Nichtmetallatome ab. Die Metallatome werden aufgrund ihres Verlustes von negativ geladenen Elektronen zu positiven Ionen, und die Nichtmetallatome werden zu negativen Ionen. Ionen zeigen Anziehungskräfte für Ionen mit entgegengesetzter Ladung – daher das Sprichwort, dass „Gegensätze sich anziehen“. Die Anziehungskraft zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen folgt dem Coulomb-Gesetz: F = k * q1 * q2 / d2, wobei F die Anziehungskraft in Newton darstellt, q1 und q2 stellt die Ladungen der beiden Ionen in Coulomb dar, d stellt den Abstand zwischen den Ionenkernen in Metern dar und k ist eine Proportionalitätskonstante von 8,99 x 109 Newton-Quadratmeter pro Quadratcoulomb.
Beziehen Sie sich auf eine Ionentabelle, um die Ladungen der positiven und negativen Ionen in der Verbindung zu finden. Chemische Formeln führen per Konvention das positive Ion zuerst auf. In der Verbindung Calciumbromid oder CaBr2, zum Beispiel stellt das Calcium das positive Ion dar und weist eine Ladung von +2 auf. Brom stellt das negative Ion dar und weist eine Ladung von -1 auf. Daher ist q
1 = 2 und q2 = 1 in der Coulomb-Gesetzgleichung.Wandeln Sie die Ladungen der Ionen in Coulomb um, indem Sie jede Ladung mit 1,9 x 10. multiplizieren-19. Das Calcium-Ion +2 weist daher eine Ladung von 2 * 1,9 x 10. auf-19 = 3,8 x 10-19 Coulomb und Brom weist eine Ladung von 1,9 x 10. auf-19 Coulomb.
Bestimmen Sie den Abstand zwischen den Ionen anhand einer Tabelle der Ionenradien. Wenn sie Feststoffe bilden, sitzen Ionen normalerweise so nah wie möglich beieinander. Der Abstand zwischen ihnen wird durch Addition der Radien der positiven und negativen Ionen ermittelt. Im Beispiel Calciumbromid, Ca2+ Ionen weisen einen Radius von etwa 1,00 Angström auf und Br-Ionen weisen einen Radius von etwa 1,96 Angström auf. Der Abstand zwischen ihren Kernen beträgt daher 1,00 + 1,96 = 3,96 Angström.
Konvertieren Sie den Abstand zwischen den Kernen der Ionen in Meter, indem Sie den Wert in Angström mit 1 x 10. multiplizieren-10. In Fortsetzung des vorherigen Beispiels wird der Abstand von 3,96 Angström in 3,96 x 10. umgewandelt-10 Meter.
Unter Verwendung der zuvor erhaltenen Werte für Calciumbromid und unter Verwendung von 8,99 x 109 da der Wert für k F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (3,96 x 10-10)2. Nach den Regeln der wissenschaftlichen Operationsordnung muss zuerst die Quadratur der Distanz durchgeführt werden, die F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (1,57 x 10-19). Die Durchführung der Multiplikation und Division ergibt dann F = 4,1 x 10-9 Newton. Dieser Wert repräsentiert die Anziehungskraft zwischen den Ionen.