Indhold
Når metaller og ikke-metaller danner forbindelser, donerer metalatomer elektroner til de ikke-metale atomer. Metalatomerne bliver positive ioner på grund af deres tab af negativt ladede elektroner, og de ikke-metale atomer bliver negative ioner. Joner udviser attraktive kræfter for ioner med modsat ladning - deraf det ordsprog, ”modsætninger tiltrækker.” Tiltrækningskraften mellem modsat ladede ioner følger Coulombs lov: F = k * q1 * q2 / d2, hvor F repræsenterer tiltrækningskraften i Newtons, q1 og q2 repræsenterer ladningerne for de to ioner i coulombs, d repræsenterer afstanden mellem ionernes kerner i meter, og k er en proportionalitetskonstant på 8,99 x 109 Newton kvadratmeter per kvadratisk coulomb.
Se en tabel med ioner for at finde ladningerne af de positive og negative ioner i forbindelsen. Kemiske formler opregner ved konvention først den positive ion. I forbindelsen er calciumbromid eller CaBr2for eksempel repræsenterer calcium den positive ion og udviser en ladning på +2. Brom repræsenterer den negative ion og udviser en ladning på -1. Derfor skal q1 = 2 og q2 = 1 i Coulombs lovligning.
Konverter ladningerne på ionerne til coulombs ved at multiplicere hver ladning med 1,9 x 10-19. Calciumionen +2 udviser derfor en ladning på 2 * 1,9 x 10-19 = 3,8 x 10-19 coulombs og brom udviser en afgift på 1,9 x 10-19 coulomb.
Bestemm afstanden mellem ionerne ved at henvise til en tabel med ioniske radier. Når de danner faste stoffer, sidder ioner normalt så tæt på hinanden som muligt. Afstanden mellem dem findes ved at tilføje radierne for de positive og negative ioner. I eksemplet kalciumbromid, Ca2+ ioner udviser en radius på ca. 1,00 ångstrøm og Br-ioner udviser en radius på ca. 1,96 ångstrøm. Afstanden mellem deres kerner er derfor 1,00 + 1,96 = 3,96 ångstrøm.
Konverter afstanden mellem ionenes kerner til enheder af meter ved at multiplicere værdien i angstromer med 1 x 10-10. Fortsætter det forrige eksempel konverteres afstanden til 3,96 ångstrøm til 3,96 x 10-10 meter.
Beregn tiltrækningskraften i henhold til F = k * q1 * q2 / d2.
Brug af de tidligere opnåede værdier for calciumbromid og anvendelse af 8,99 x 109 da værdien for k giver F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (3,96 x 10-10)2. I henhold til reglerne for den videnskabelige rækkefølge af operationerne skal kvadrering af afstanden først udføres, hvilket giver F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (1,57 x 10-19). Udførelse af multiplikation og opdeling giver derefter F = 4,1 x 10-9 Newton. Denne værdi repræsenterer tiltrækningskraften mellem ionerne.