Quando metais e não metais formam compostos, os átomos de metal doam elétrons aos átomos não metálicos. Os átomos de metal tornam-se íons positivos devido à perda de elétrons carregados negativamente, e os átomos não metálicos tornam-se íons negativos. Íons exibem forças atrativas para íons de carga oposta - daí o ditado que "opostos se atraem". A força de atração entre íons de carga oposta segue a lei de Coulomb: F = k * q1 * q2 / d2, onde F representa a força de atração em Newtons, q1 e q2 representa as cargas dos dois íons em coulombs, d representa a distância entre os núcleos dos íons em metros ek é uma constante de proporcionalidade de 8,99 x 109 Newton metros quadrados por coulomb quadrado.
Consulte uma tabela de íons para encontrar as cargas dos íons positivos e negativos no composto. As fórmulas químicas, por convenção, listam primeiro o íon positivo. No composto brometo de cálcio, ou CaBr2, por exemplo, o cálcio representa o íon positivo e exibe uma carga de +2. O bromo representa o íon negativo e exibe uma carga de -1. Portanto, q1 = 2 e q2 = 1 na equação da lei de Coulomb.
Converta as cargas dos íons em coulombs, multiplicando cada carga por 1,9 x 10-19. O íon de cálcio +2, portanto, exibe uma carga de 2 * 1,9 x 10-19 = 3,8 x 10-19 coulombs, e o bromo exibe uma carga de 1,9 x 10-19 coulombs.
Determine a distância entre os íons, referindo-se a uma tabela de raios iônicos. Quando eles formam sólidos, os íons normalmente ficam o mais próximos possível uns dos outros. A distância entre eles é encontrada somando os raios dos íons positivos e negativos. No exemplo, brometo de cálcio, Ca2+ Os íons exibem um raio de cerca de 1,00 angstroms e os íons Br exibem um raio de cerca de 1,96 angstroms. A distância entre seus núcleos é, portanto, 1,00 + 1,96 = 3,96 angstroms.
Converta a distância entre os núcleos dos íons em unidades de metros, multiplicando o valor em angstroms por 1 x 10-10. Continuando o exemplo anterior, a distância de 3,96 angstroms é convertida em 3,96 x 10-10 metros.
Usando os valores obtidos anteriormente para o brometo de cálcio e usando 8,99 x 109 já que o valor para k dá F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (3,96 x 10-10)2. De acordo com as regras da ordem científica de operações, o quadrado da distância deve ser realizado primeiro, o que dá F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (1,57 x 10-19). Realizando a multiplicação e divisão, então dá F = 4,1 x 10-9 Newtons. Este valor representa a força de atração entre os íons.
