Por Jack Brubaker
Actualizado el 24 de marzo de 2022

Cuando los metales y los no metales forman compuestos, los átomos metálicos donan electrones a los átomos no metálicos. Los átomos metálicos se convierten en iones con carga positiva, mientras que los átomos no metálicos se convierten en iones con carga negativa. Las cargas opuestas se atraen, una relación cuantificada por la ley de Coulomb:

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

Aquí, F es la fuerza de atracción en Newtons, q_1 y q_2 son las cargas iónicas en culombios, d es la distancia entre los núcleos de los iones en metros, y k es la constante de Coulomb (8,99 × 10 ⁹ N·m²/C²).

Paso 1:identificar cargas iónicas

Consulte una tabla de iones comunes para determinar las cargas de las especies positivas y negativas en el compuesto. Las fórmulas químicas enumeran primero el catión. Por ejemplo, en el bromuro de calcio (CaBr₂ ), el calcio es el catión con carga +2, mientras que el bromo es el anión con carga –1. Por lo tanto, q₁ =2 y q₂ =1 (en unidades de carga elementales).

Paso 2:convertir cargas a culombios

Multiplica cada carga por la carga elemental (1,602 × 10 ^–19 C). El ion calcio transporta 2 × 1,602 × 10 ^–19 =3,204 × 10 ^–19 C, mientras que el ion bromuro transporta 1 × 1,602 × 10 ^–19 =1,602 × 10 ^–19 C.

Paso 3:determinar la distancia interiónica

Usa una tabla de radios iónicos para encontrar los tamaños de los iones. En los sólidos, los iones ocupan posiciones que minimizan su separación, por lo que la distancia es igual a la suma de los radios. Para Ca ²⁺ (≈1,00 Å) y Br ^– (≈1,96 Å), la separación nuclear es 1,00 + 1,96 =3,96 Å.

Paso 4:convertir la distancia a metros

Convierta angstroms a metros multiplicando por 1 × 10 ^–10 . Por tanto, 3,96 Å =3,96 × 10 ^–10 m.

Paso 5:Calcular la fuerza

Inserta los valores en la ecuación de Coulomb:

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

Primero eleva al cuadrado la distancia:(3,96 × 10 ^–10 ) ² =1,57 × 10 ^–19 m². Al realizar la multiplicación y división se obtiene F ≈ 4,1 × 10 ^–9 N. Esta es la magnitud de la fuerza de atracción entre los iones calcio y bromuro en la red cristalina.

Herramientas necesarias

• Tabla de referencia de iones comunes
• Tabla de referencia de radios iónicos
• Calculadora científica capaz de realizar notación científica

TL;DR (demasiado largo; no leído)

Notación científica como 1,9 × 10 ^–19 significa "un coma nueve por diez elevado a la decimonovena potencia negativa". Ingrese estos valores directamente en una calculadora científica usando el botón EE.