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Cuando los metales y los metales forman compuestos, los átomos del metal donan electrones a los átomos del metal. Los átomos de metal asumen cargas positivas debido a la pérdida de electrones, mientras que los metales asumen cargas negativas. Los químicos se refieren a los átomos cargados como "iones". Los iones exhiben una fuerza de atracción para los iones de carga opuesta - de ahí el proverbio que "los opuestos se atraen" - la fuerza de atracción entre iones de carga opuesta, o repulsión entre iones de carga igual, sigue la ley de Coulomb, expresada matemáticamente como F = k * q1 * q2 / d ^ 2, donde "F" representa la fuerza de atracción en newtons, "q1" y "q2" representan las cargas de los dos iones en culombios, "d" representa la distancia entre los núcleos de iones y "k" está la constante de proporcionalidad, que equivale a 8,99 x 10 ^ 9 newton x metro cuadrado por culombio al cuadrado.
Paso 1
Busque en la tabla las cargas de los iones positivos y negativos del compuesto en cuestión. Las fórmulas químicas, por convención, traen el ion positivo primero. En el compuesto bromuro de calcio, o CaBr2, por ejemplo, el calcio representa el ión positivo y tiene una carga +2, mientras que el bromo representa el ión negativo, con una carga -1. Entonces, q1 = 2 y q2 = 1 en la ecuación de la ley de Coulomb.
Paso 2
Convierta las cargas de iones en culombios multiplicando cada carga por 1.9 x 10 ^ -19. El calcio +2 tendrá entonces una carga de 2 * 1.9 x 10 ^ -19 = 3.8 x 10 ^ -19 culombios, y el bromo exhibirá una carga de 1.9 x 10 ^ -19 culombios.
Paso 3
Determine la distancia entre los iones buscándolos en la tabla de rayos iónicos. Cuando los iones forman sólidos, suelen aparecer lo más cerca posible unos de otros en la tabla. La distancia entre ellos se determina sumando el radio del ion positivo al radio del negativo. En el ejemplo del bromuro de calcio, los iones Ca2 + tienen un radio de aproximadamente 1 angstrom, mientras que los iones Br- tienen un radio cercano a 1,96 angstroms. La distancia entre sus núcleos es entonces 1,00 + 1,96 = 3,96 angstroms.
Paso 4
Convierta la distancia entre los núcleos de iones a unidades métricas, multiplicando el valor en angstroms por 1 x 10 ^ -10. Continuando con el ejemplo anterior, la distancia de 3.96 angstroms se convierte en 3.96 x 10 ^ -10 metros.
Paso 5
Calcula la fuerza de atracción de acuerdo con la fórmula F = k * q1 * q2 / d ^ 2. Usando los valores de bromuro de calcio obtenidos previamente y usando 8.99 x 10 ^ 9 como el valor k, tenemos F = (8.99 x 10 ^ 9) * (3.8 x 10 ^ -19) * (1.9 x 10 ^ -19) / (3.96 x 10 ^ -10) ^ 2. De acuerdo con las reglas del orden científico de operaciones, primero se debe calcular el cuadrado de la distancia, luego F = (8.99 x 10 ^ 9) * (3.8 x 10 ^ -19) * (1.9 x 10 ^ -19) / (1,57 x 10 ^ -19). Continuando con la multiplicación y la división, llegamos a F = 4.1 x 10 ^ -9 newtons. Este valor representa la fuerza de atracción entre los iones.