Коли метали та неметали утворюють сполуки, атоми металів віддають електрони атомам неметалу. Атоми металів стають позитивними іонами через втрату ними негативно заряджених електронів, а атоми неметалу - негативними іонами. Іони виявляють привабливі сили для іонів протилежного заряду - звідси прислів'я, що "протилежності приваблюють". Сила притягання між протилежно зарядженими іонами відповідає закону Кулона: F = k * q1 * q2 / д2, де F являє собою силу тяжіння в Ньютонах, q1 і q2 представляє заряди двох іонів у кулонах, d - відстань між ядрами іонів у метрах, а k - константа пропорційності 8,99 x 109 Ньютон квадратних метрів на квадратний кулон.
Зверніться до таблиці іонів, щоб знайти заряди позитивних і негативних іонів у сполуці. Хімічні формули, за домовленістю, спочатку перелічують позитивний іон. У сполуці бромід кальцію або CaBr2наприклад, кальцій представляє позитивний іон і має заряд +2. Бром являє собою негативний іон і має заряд -1. Отже, q1 = 2 і q2 = 1 у рівнянні закону Кулона.
Перетворіть заряди на іонах в кулони, помноживши кожен заряд на 1,9 х 10-19. Отже, іон кальцію +2 має заряд 2 * 1,9 х 10-19 = 3,8 х 10-19 кулонів, а бром має заряд 1,9 х 10-19 кулони.
Визначте відстань між іонами, звернувшись до таблиці іонних радіусів. Коли вони утворюють тверді речовини, іони зазвичай сидять якомога ближче один до одного. Відстань між ними знаходять шляхом складання радіусів позитивних і негативних іонів. У прикладі бромід кальцію Ca2+ іони мають радіус близько 1,00 ангстрем, а іони Br - радіус приблизно 1,96 ангстрем. Тому відстань між їх ядрами становить 1,00 + 1,96 = 3,96 ангстрем.
Перетворіть відстань між ядрами іонів в одиниці метрів, помноживши значення в ангстремах на 1 х 10-10. Продовжуючи попередній приклад, відстань 3,96 ангстрем перетворюється на 3,96 х 10-10 метрів.
Використовуючи отримані раніше значення броміду кальцію та використовуючи 8,99 х 109 оскільки значення k дає F = (8,99 x 109) * (3,8 х 10-19) * (1,9 х 10-19) / (3,96 x 10-10)2. Згідно з правилами наукового порядку операцій, спочатку потрібно виконати квадратування відстані, що дає F = (8,99 x 109) * (3,8 х 10-19) * (1,9 х 10-19) / (1,57 x 10-19). Потім множення і ділення дає F = 4,1 x 10-9 Ньютони. Це значення представляє силу притягання між іонами.