المحتوى
عندما تشكل المعادن والموزّعات مركبات ، تتبرع ذرات المعدن بالإلكترونات لذرات الأميتال. ثم تحمل ذرات المعادن شحنة موجبة بسبب فقدان الإلكترونات ، بينما تفترض المعادن شحنة سالبة. يشير الكيميائيون إلى الذرات المشحونة على أنها "أيونات". تُظهر الأيونات قوة جذب للأيونات ذات الشحنة المعاكسة - ومن هنا المثل القائل بأن "الأضداد تجتذب" - قوة الجذب بين أيونات الشحنة المعاكسة ، أو التنافر بين الأيونات ذات الشحنة المتساوية ، تتبع قانون كولوم ، المعبر عنه رياضيًا مثل F = k * q1 * q2 / d ^ 2 ، حيث يمثل "F" قوة الجذب بالنيوتن ، ويمثل "q1" و "q2" شحنات الأيونات في الكولوم ، ويمثل "d" المسافة بين نوى الأيون و "k" هو ثابت التناسب ، وهو ما يعادل 8.99 × 10 ^ 9 نيوتن × متر مربع لكل كولوم تربيع.
الخطوة 1
ابحث في الجدول عن شحنات الأيونات الموجبة والسالبة للمركب المعني. الصيغ الكيميائية ، وفقًا للاتفاقية ، تجلب الأيونات الموجبة أولاً. في مركب بروميد الكالسيوم ، أو CaBr2 ، على سبيل المثال ، يمثل الكالسيوم الأيون الموجب وله شحنة +2 ، بينما يمثل البروم الأيونات السالبة ، بشحنة -1. إذن ، q1 = 2 و q2 = 1 في معادلة قانون كولوم.
الخطوة 2
حوّل شحنات الأيونات إلى كولوم بضرب كل شحنة في 1.9 × 10 ^ -19. سيحصل الكالسيوم +2 على شحنة 2 * 1.9 × 10 ^ -19 = 3.8 × 10 ^ -19 كولوم ، وسيظهر البروم شحنة 1.9 × 10 ^ -19 كولوم.
الخطوه 3
حدد المسافة بين الأيونات بالبحث عنها في جدول الأشعة الأيونية. عندما تشكل الأيونات مواد صلبة ، فإنها تظهر عادة بالقرب من بعضها البعض قدر الإمكان في الجدول. ثم يتم تحديد المسافة بينهما عن طريق إضافة نصف قطر الأيون الموجب إلى نصف قطر السالب. في مثال بروميد الكالسيوم ، يبلغ نصف قطر أيونات Ca2 + حوالي 1 أنجستروم ، في حين أن نصف قطر Br- الأيونات قريب من 1.96 أنجستروم. المسافة بين النوى إذن هي 1.00 + 1.96 = 3.96 أنجسترومس.
الخطوة 4
حوّل المسافة بين نوى الأيونات إلى وحدات مترية ، وضرب القيمة في الأنجستروم في 1 × 10 ^ -10. استمرارًا للمثال السابق ، تتحول مسافة 3.96 أنجستروم إلى 3.96 × 10 ^ -10 أمتار.
الخطوة الخامسة
احسب قوة الجذب وفقًا للصيغة F = k * q1 * q2 / d ^ 2. باستخدام القيم التي تم الحصول عليها مسبقًا من بروميد الكالسيوم واستخدام 8.99 × 10 ^ 9 كقيمة k ، لدينا F = (8.99 × 10 ^ 9) * (3.8 × 10 ^ -19) * (1.9 × 10 ^ -19) / (3.96 × 10 ^ -10) ^ 2. وفقًا لقواعد الترتيب العلمي للعمليات ، يجب حساب مربع المسافة أولاً ، ثم F = (8.99 x 10 ^ 9) * (3.8 x 10 ^ -19) * (1.9 x 10 ^ -19) / (1.57 × 10 ^ -19). بالاستمرار في الضرب والقسمة ، نصل إلى F = 4.1 x 10 ^ -9 نيوتن. تمثل هذه القيمة قوة الجذب بين الأيونات.