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Lorsque les métaux et les amétals forment des composés, les atomes métalliques donnent des électrons aux atomes d'amétal. Les atomes métalliques prennent alors des charges positives en raison de la perte d'électrons, tandis que les amétals prennent des charges négatives. Les chimistes appellent les atomes chargés des «ions». Les ions présentent une force d'attraction pour les ions de charge opposée - d'où le proverbe que «les contraires s'attirent» - la force d'attraction entre ions de charge opposée, ou répulsion entre ions de charge égale, suit la loi de Coulomb, exprimée mathématiquement comme F = k * q1 * q2 / d ^ 2, où "F" représente la force d'attraction en newtons, "q1" et "q2" représentent les charges des deux ions en coulombs, "d" représente la distance entre les noyaux ioniques et "k" est la constante de proportionnalité, qui équivaut à 8,99 x 10 ^ 9 newton x mètre carré par coulomb au carré.
Étape 1
Recherchez dans le tableau les charges des ions positifs et négatifs du composé en question. Les formules chimiques, par convention, font passer l'ion positif en premier. Dans le composé bromure de calcium, ou CaBr2, par exemple, le calcium représente l'ion positif et a une charge +2, tandis que le brome représente l'ion négatif, avec une charge -1. Donc, q1 = 2 et q2 = 1 dans l'équation de la loi de Coulomb.
Étape 2
Convertissez les charges ioniques en coulombs en multipliant chaque charge par 1,9 x 10 ^ -19. Le calcium +2 aura alors une charge de 2 * 1,9 x 10 ^ -19 = 3,8 x 10 ^ -19 coulombs, et le brome présentera une charge de 1,9 x 10 ^ -19 coulombs.
Étape 3
Déterminez la distance entre les ions en les recherchant dans le tableau des rayons ioniques. Lorsque les ions forment des solides, ils apparaissent généralement aussi proches que possible les uns des autres dans le tableau. La distance entre eux est ensuite déterminée en ajoutant le rayon de l'ion positif au rayon du négatif. Dans l'exemple du bromure de calcium, les ions Ca2 + ont un rayon d'environ 1 angström, tandis que les ions Br- ont un rayon proche de 1,96 angströms. La distance entre leurs cœurs est alors de 1,00 + 1,96 = 3,96 angströms.
Étape 4
Convertissez la distance entre les noyaux ioniques en unités métriques, en multipliant la valeur en angströms par 1 x 10 ^ -10. Poursuivant l'exemple précédent, la distance de 3,96 angströms se convertit en 3,96 x 10 ^ -10 mètres.
Étape 5
Calculez la force d'attraction selon la formule F = k * q1 * q2 / d ^ 2. En utilisant les valeurs de bromure de calcium précédemment obtenues et en utilisant 8,99 x 10 ^ 9 comme valeur k, nous avons F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (3,96 x 10 ^ -10) ^ 2. Selon les règles de l'ordre scientifique des opérations, le carré de la distance doit être calculé en premier, puis F = (8,99 x 10 ^ 9) * (3,8 x 10 ^ -19) * (1,9 x 10 ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). En continuant avec la multiplication et la division, nous arrivons à F = 4,1 x 10 ^ -9 newtons. Cette valeur représente la force d'attraction entre les ions.