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Quando metais e não-metais formam compostos, os átomos de metal doam elétrons aos átomos de não-metal. Os átomos de metal se tornam íons positivos devido à perda de elétrons carregados negativamente, e os átomos de não-metal se tornam íons negativos. Os íons exibem forças atraentes para íons de carga oposta - daí o ditado de que "os opostos se atraem". A força de atração entre íons com carga oposta segue a lei de Coulomb: F = k * q1 * q2 / d2, onde F representa a força de atração em Newtons, q1 eq2 representa as cargas dos dois íons em coulombs, d representa a distância entre os núcleos dos íons em metros e k é uma constante de proporcionalidade de 8,99 x 109 Newton metros quadrados por coulomb quadrado.
Consulte uma tabela de íons para encontrar as cargas dos íons positivos e negativos no composto. As fórmulas químicas, por convenção, listam o íon positivo primeiro. No composto brometo de cálcio ou CaBr2, por exemplo, o cálcio representa o íon positivo e exibe uma carga de +2. O bromo representa o íon negativo e exibe uma carga de -1. Portanto, q1 = 2 eq2 = 1 na equação da lei de Coulomb.
Converta as cargas nos íons em coulombs, multiplicando cada carga por 1,9 x 10-19. O íon de cálcio +2 exibe, portanto, uma carga de 2 * 1,9 x 10-19 = 3,8 x 10-19 coulombs e bromo exibe uma carga de 1,9 x 10-19 coulombs.
Determine a distância entre os íons consultando uma tabela de raios iônicos. Quando eles formam sólidos, os íons normalmente ficam o mais próximo possível um do outro. A distância entre eles é encontrada somando os raios dos íons positivos e negativos. No exemplo de brometo de cálcio, Ca2+ os íons exibem um raio de cerca de 1,00 angstroms e os Br apresentam um raio de cerca de 1,96 angstroms. A distância entre seus núcleos é, portanto, 1,00 + 1,96 = 3,96 angstroms.
Converta a distância entre os núcleos dos íons 'em unidades de metros multiplicando o valor em angstroms por 1 x 10-10. Continuando o exemplo anterior, a distância de 3,96 angstroms é convertida em 3,96 x 10-10 metros.
Calcular a força de atração de acordo com F = k * q1 * q2 / d2.
Usando os valores obtidos anteriormente para o brometo de cálcio e usando 8,99 x 109 como o valor para k dá F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (3,96 x 10-10)2. De acordo com as regras da ordem científica das operações, o quadrado da distância deve ser realizado primeiro, o que resulta em F = (8,99 x 109) * (3,8 x 10-19) * (1,9 x 10-19) / (1,57 x 10-19) Realizar a multiplicação e a divisão resulta em F = 4,1 x 10-9 Newtons. Este valor representa a força de atração entre os íons.