Di Jack Brubaker
Aggiornato il 24 marzo 2022

Quando metalli e non metalli formano composti, gli atomi metallici donano elettroni agli atomi non metallici. Gli atomi metallici diventano ioni caricati positivamente, mentre gli atomi non metallici diventano ioni caricati negativamente. Le cariche opposte si attraggono, una relazione quantificata dalla legge di Coulomb:

F =k \frac{q_1 q_2}{d^2}

Ecco, F è la forza di attrazione in Newton, q_1 e q_2 sono le cariche ioniche in coulomb, d è la distanza tra i nuclei degli ioni in metri e k è la costante di Coulomb (8,99 × 10 ⁹ N·m²/C²).

Passaggio 1:identificare le cariche ioniche

Consulta una tabella di ioni comuni per determinare le cariche delle specie positive e negative nel composto. Le formule chimiche elencano per primo il catione. Ad esempio, nel bromuro di calcio (CaBr₂ ), il calcio è il catione con carica +2, mentre il bromo è l'anione con carica –1. Pertanto, q₁ =2 e q₂ =1 (in unità di carica elementari).

Passaggio 2:converti le cariche in Coulomb

Moltiplicare ciascuna carica per la carica elementare (1,602 × 10 ^–19 C). Lo ione calcio trasporta 2 × 1,602 × 10 ^–19 =3,204 × 10 ^–19 C, mentre lo ione bromuro trasporta 1 × 1,602 × 10 ^–19 =1,602 × 10 ^–19 C.

Passaggio 3:determinare la distanza interionica

Utilizza una tabella dei raggi ionici per trovare le dimensioni degli ioni. Nei solidi, gli ioni occupano posizioni che minimizzano la loro separazione, quindi la distanza è uguale alla somma dei raggi. Per Ca ²⁺ (≈1.00 Å) e Br ^– (≈1,96 Å), la separazione nucleare è 1,00 + 1,96 =3,96 Å.

Passaggio 4:converti la distanza in metri

Converti Angstrom in metri moltiplicando per 1 × 10 ^–10 . Pertanto, 3,96 Å =3,96 × 10 ^–10 m.

Passaggio 5:calcola la forza

Inserisci i valori nell'equazione di Coulomb:

F =(8,99 × 10 ⁹ ) × (3,204 × 10 ^–19 ) × (1,602 × 10 ^–19 ) ÷ (3,96 × 10 ^–10 ) ²

Primo quadrato della distanza:(3,96 × 10 ^–10 ) ² =1,57 × 10 ^–19 mq. Eseguendo la moltiplicazione e la divisione si ottiene F ≈ 4,1 × 10 ^–9 N. Questa è l'entità della forza attrattiva tra gli ioni calcio e bromuro nel reticolo cristallino.

Strumenti richiesti

• Tabella di riferimento degli ioni comuni
• Tabella di riferimento dei raggi ionici
• Calcolatrice scientifica capace di notazione scientifica

TL;DR (troppo lungo; non letto)

Notazione scientifica come 1,9 × 10 ^–19 significa “uno punto nove volte dieci elevato alla diciannovesima potenza negativa”. Inserisci questi valori direttamente in una calcolatrice scientifica utilizzando il pulsante EE.