วิธีการคำนวณแรงดึงดูดระหว่างไอออน

เมื่อโลหะและอโลหะก่อตัวเป็นสารประกอบ อะตอมของโลหะจะบริจาคอิเล็กตรอนให้กับอะตอมของอโลหะ อะตอมของโลหะกลายเป็นไอออนบวกเนื่องจากการสูญเสียอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ และอะตอมของอโลหะจะกลายเป็นไอออนลบ ไอออนแสดงแรงดึงดูดสำหรับไอออนที่มีประจุตรงข้าม ดังนั้นสุภาษิตที่ว่า "สิ่งตรงกันข้ามดึงดูด" แรงดึงดูดระหว่างไอออนที่มีประจุตรงข้ามตามกฎของคูลอมบ์: F = k * q1 * q2 / d2โดยที่ F แทนแรงดึงดูดในนิวตัน q1 และ q2 แทนประจุของไอออนทั้งสองในคูลอมบ์ d แทนระยะห่างระหว่างนิวเคลียสของไอออนเป็นเมตร และ k คือค่าคงตัวตามสัดส่วนที่ 8.99 x 109 นิวตัน ตารางเมตรต่อตารางคูลอมบ์

อ้างถึงตารางไอออนเพื่อหาประจุของไอออนบวกและลบในสารประกอบ สูตรทางเคมี ให้ระบุไอออนบวกก่อนตามแบบแผน ในสารประกอบแคลเซียมโบรไมด์หรือCaBr2ตัวอย่างเช่น แคลเซียมแสดงถึงไอออนบวกและมีประจุเป็น +2 โบรมีนเป็นตัวแทนของไอออนลบและมีประจุเป็น -1 ดังนั้น q1 = 2 และ q2 = 1 ในสมการกฎของคูลอมบ์

แปลงประจุของไอออนให้เป็นคูลอมบ์โดยคูณประจุแต่ละอันด้วย 1.9 x 10-19. แคลเซียมไอออน +2 จึงมีประจุ 2 * 1.9 x 10-19 = 3.8 x 10-19 คูลอมบ์และโบรมีนมีประจุ 1.9 x 10-19 คูลอมบ์

กำหนดระยะห่างระหว่างไอออนโดยอ้างอิงจากตารางรัศมีไอออนิก เมื่อมันก่อตัวเป็นของแข็ง ปกติไอออนจะนั่งใกล้กันมากที่สุด ระยะห่างระหว่างพวกมันหาได้โดยการเพิ่มรัศมีของไอออนบวกและลบเข้าด้วยกัน ในตัวอย่างแคลเซียมโบรไมด์ Ca

2+ ไอออนมีรัศมีประมาณ 1.00 อังสตรอม และ บริออนมีรัศมีประมาณ 1.96 อังสตรอม ระยะห่างระหว่างนิวเคลียสของพวกมันคือ 1.00 + 1.96 = 3.96 อังสตรอม

แปลงระยะห่างระหว่างนิวเคลียสของไอออนเป็นหน่วยเมตรโดยคูณค่าในอังสตรอมด้วย 1 x 10-10. ต่อจากตัวอย่างก่อนหน้า ระยะทาง 3.96 อังสตรอมจะแปลงเป็น 3.96 x 10-10 เมตร

ใช้ค่าแคลเซียมโบรไมด์ที่ได้รับมาก่อนหน้านี้และการใช้ 8.99 x 109 ตามค่าของ k ให้ F = (8.99 x 109) * (3.8 x 10-19) * (1.9 x 10-19) / (3.96 x 10-10)2. ภายใต้กฎของการดำเนินการทางวิทยาศาสตร์ต้องดำเนินการยกกำลังสองของระยะทางก่อนซึ่งให้ F = (8.99 x 109) * (3.8 x 10-19) * (1.9 x 10-19) / (1.57 x 10-19). ทำการคูณหารแล้วให้ F = 4.1 x 10-9 นิวตัน. ค่านี้แสดงถึงแรงดึงดูดระหว่างไอออน

  • แบ่งปัน
instagram viewer