När metaller och icke-metaller bildar föreningar, donerar metallatomerna elektroner till de icke-metalliska atomerna. Metallatomerna blir positiva joner på grund av deras förlust av negativt laddade elektroner, och de icke-metalliska atomerna blir negativa joner. Joner uppvisar attraktiva krafter för joner med motsatt laddning - därav talesättet som "motsatser lockar." Attraktionskraften mellan motsatt laddade joner följer Coulombs lag: F = k * q1 * q2 / d2, där F representerar attraktionskraften i Newton, q1 och q2 representerar laddningarna för de två jonerna i coulomber, d representerar avståndet mellan jonernas kärnor i meter och k är en proportionalitetskonstant på 8,99 x 109 Newton kvadratmeter per kvadrat coulomb.
Se en jontabell för att hitta laddningarna för de positiva och negativa jonerna i föreningen. Kemiska formler, enligt konvention, listar den positiva jonen först. I föreningen kalciumbromid eller CaBr2till exempel representerar kalcium den positiva jonen och uppvisar en laddning av +2. Brom representerar den negativa jonen och uppvisar en laddning på -1. Därför q
1 = 2 och q2 = 1 i Coulombs lagekvation.Konvertera laddningarna på jonerna till coulombs genom att multiplicera varje laddning med 1,9 x 10-19. +2 kalciumjonen uppvisar därför en laddning på 2 * 1,9 x 10-19 = 3,8 x 10-19 coulombs och brom uppvisar en laddning på 1,9 x 10-19 coulombs.
Bestäm avståndet mellan jonerna genom att hänvisa till en tabell med jonradier. När de bildar fasta ämnen sitter joner normalt så nära varandra som möjligt. Avståndet mellan dem hittas genom att lägga samman radierna för de positiva och negativa jonerna. I exemplet kalciumbromid, Ca2+ joner uppvisar en radie av cirka 1,00 ångström och Br-joner uppvisar en radie av cirka 1,96 ångström. Avståndet mellan deras kärnor är därför 1,00 + 1,96 = 3,96 ångström.
Konvertera avståndet mellan jonernas kärnor till enheter av meter genom att multiplicera värdet i ångström med 1 x 10-10. Fortsatt föregående exempel, avståndet 3,96 ångström omvandlas till 3,96 x 10-10 meter.
Använda de tidigare erhållna värdena för kalciumbromid och använda 8,99 x 109 som värdet för k ger F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (3,96 x 10-10)2. Enligt reglerna för den vetenskapliga arbetsordningen måste kvadraten på avståndet utföras först, vilket ger F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (1,57 x 10-19). Genom att utföra multiplikationen och divisionen ger F = 4,1 x 10-9 Newton. Detta värde representerar attraktionskraften mellan jonerna.
