เนื้อหา
เมื่อโลหะและอเมทัลเป็นสารประกอบอะตอมของโลหะจะบริจาคอิเล็กตรอนให้กับอะตอมของอะเมทัล จากนั้นอะตอมของโลหะจะรับประจุบวกเนื่องจากการสูญเสียอิเล็กตรอนในขณะที่อะเมทัลรับประจุลบ นักเคมีเรียกอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าว่า "ไอออน" ไอออนแสดงแรงดึงดูดของไอออนที่มีประจุตรงข้าม - ด้วยเหตุนี้สุภาษิตที่ว่า "ตรงกันข้ามดึงดูด" - แรงดึงดูดระหว่างไอออนที่มีประจุตรงข้ามหรือแรงผลักระหว่างไอออนที่มีประจุเท่ากันตามกฎของคูลอมบ์ซึ่งแสดงในทางคณิตศาสตร์ เป็น F = k * q1 * q2 / d ^ 2 โดยที่ "F" แทนแรงดึงดูดในนิวตัน "q1" และ "q2" แทนประจุของไอออนทั้งสองในคูลอมบ์ "d" แทนระยะทาง ระหว่างนิวเคลียสของไอออนและ "k" คือค่าคงที่ตามสัดส่วนซึ่งเทียบเท่ากับ 8.99 x 10 ^ 9 นิวตัน x ตารางเมตรต่อคูลอมบ์กำลังสอง
ขั้นตอนที่ 1
ค้นหาตารางสำหรับประจุของไอออนบวกและลบของสารประกอบดังกล่าว สูตรทางเคมีโดยหลักการนำไอออนบวกมาก่อน ตัวอย่างเช่นในสารประกอบแคลเซียมโบรไมด์หรือ CaBr2 แคลเซียมแสดงถึงไอออนบวกและมีประจุ +2 ในขณะที่โบรมีนแสดงถึงไอออนลบโดยมีประจุ -1 ดังนั้น q1 = 2 และ q2 = 1 ในสมการกฎคูลอมบ์
ขั้นตอนที่ 2
แปลงประจุไอออนเป็นคูลอมบ์โดยคูณประจุแต่ละตัวด้วย 1.9 x 10 ^ -19 จากนั้นแคลเซียม +2 จะมีประจุ 2 * 1.9 x 10 ^ -19 = 3.8 x 10 ^ -19 คูลอมบ์และโบรมีนจะแสดงประจุ 1.9 x 10 ^ -19 คูลอมบ์
ขั้นตอนที่ 3
กำหนดระยะห่างระหว่างไอออนโดยค้นหาในตารางรังสีไอออนิก เมื่อไอออนก่อตัวเป็นของแข็งมักจะปรากฏใกล้กันมากที่สุดในตาราง จากนั้นระยะห่างระหว่างพวกเขาจะถูกกำหนดโดยการเพิ่มรัศมีของไอออนบวกเข้าไปในรัศมีของลบ ในตัวอย่างแคลเซียมโบรไมด์ไอออน Ca2 + มีรัศมีประมาณ 1 อังสตรอมในขณะที่ Br- ไอออนมีรัศมีใกล้กับ 1.96 อังสตรอม ระยะห่างระหว่างคอร์คือ 1.00 + 1.96 = 3.96 อังสตรอม
ขั้นตอนที่ 4
แปลงระยะห่างระหว่างนิวเคลียสของไอออนเป็นหน่วยเมตริกคูณค่าในอังสตรอมด้วย 1 x 10 ^ -10 จากตัวอย่างก่อนหน้านี้ระยะทาง 3.96 อังสตรอมจะแปลงเป็น 3.96 x 10 ^ -10 เมตร
ขั้นตอนที่ 5
คำนวณแรงดึงดูดตามสูตร F = k * q1 * q2 / d ^ 2 โดยใช้ค่าแคลเซียมโบรไมด์ที่ได้รับก่อนหน้านี้และใช้ 8.99 x 10 ^ 9 เป็นค่า k เรามี F = (8.99 x 10 ^ 9) * (3.8 x 10 ^ -19) * (1.9 x 10 ^ -19) / (3.96 x 10 ^ -10) ^ 2. ตามกฎของลำดับการดำเนินการทางวิทยาศาสตร์ต้องคำนวณกำลังสองของระยะทางก่อนจากนั้น F = (8.99 x 10 ^ 9) * (3.8 x 10 ^ -19) * (1.9 x 10 ^ -19) / (1.57 x 10 ^ -19) ต่อด้วยการคูณและการหารเรามาถึง F = 4.1 x 10 ^ -9 นิวตัน ค่านี้แสดงถึงแรงดึงดูดระหว่างไอออน