Kako izračunati privlačno silo med ioni

Ko kovine in nekovine tvorijo spojine, kovinski atomi donirajo elektrone nekovinskim atomom. Atomi kovine postanejo pozitivni ioni zaradi izgube negativno nabitih elektronov, nemetalni atomi pa negativni ioni. Ioni kažejo privlačne sile za ione z nasprotnim nabojem - od tod tudi pregovor, da "nasprotja privlačijo". Privlačna sila med nasprotno nabitimi ioni sledi Coulombovemu zakonu: F = k * q1 * q2 / d2, kjer F predstavlja privlačno silo v Newtonih, q1 in q2 predstavlja naboja dveh ionov v kulomih, d predstavlja razdaljo med jedri ionov v metrih in k je konstanta sorazmernosti 8,99 x 109 Newtonskih kvadratnih metrov na kvadratni kulon.

V tabeli ionov poiščite naboje pozitivnih in negativnih ionov v spojini. Kemične formule po dogovoru najprej navedejo pozitivni ion. V spojini kalcijev bromid ali CaBr2na primer, kalcij predstavlja pozitivni ion in ima naboj +2. Brom predstavlja negativni ion in ima naboj -1. Zato je q1 = 2 in q2 = 1 v enačbi Coulombovega zakona.

Pretvorimo naboje na ionih v kulome tako, da pomnožimo vsak naboj z 1,9 x 10

instagram story viewer
-19. Kalcijev ion +2 ima zato naboj 2 * 1,9 x 10-19 = 3,8 x 10-19 kulomov, brom pa ima polnjenje 1,9 x 10-19 kulomi.

Določite razdaljo med ioni s sklicevanjem na tabelo ionskih polmerov. Ko tvorijo trdne snovi, ioni običajno sedijo čim bližje drug drugemu. Razdaljo med njimi najdemo tako, da seštejemo polmer pozitivnih in negativnih ionov. V primeru kalcijevega bromida Ca2+ ioni imajo polmer približno 1,00 angstromov, Brioni pa polmer približno 1,96 angstromov. Razdalja med njihovimi jedri je torej 1,00 + 1,96 = 3,96 angstromov.

Pretvorite razdaljo med jedri ionov v enote metrov tako, da vrednost v angstromih pomnožite z 1 x 10-10. Če nadaljujemo s prejšnjim primerom, se razdalja 3,96 angstromov pretvori v 3,96 x 10-10 metrov.

Uporaba predhodno dobljenih vrednosti za kalcijev bromid in uporaba 8,99 x 109 saj vrednost za k daje F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (3,96 x 10-10)2. V skladu s pravili znanstvenega zaporedja operacij je treba najprej izvesti kvadriranje razdalje, ki daje F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (1,57 x 10-19). Nato z množenjem in deljenjem dobimo F = 4,1 x 10-9 Newtonov. Ta vrednost predstavlja silo privlačnosti med ioni.

Teachs.ru
  • Deliti
instagram viewer