Какая сила действует между двумя смежными ионами в кристалле NaCl, если расстояние между ними составляет 3*10^-8

Чтобы решить данную задачу, нужно знать, что связь между ионами в кристалле NaCl обусловлена действием электростатической силы притяжения. Эта сила зависит от заряда ионов и расстояния между ними.

В случае NaCl, каждый натриевый ион (Na+) имеет одну положительную элементарную зарядку (\(e\)), а каждый ион хлорида (Cl-) имеет одну отрицательную элементарную зарядку (\(-e\)). Здесь \(e\) – элементарный заряд, равный приблизительно \(1.602 \times 10^{-19}\) Кл.

Расстояние между смежными ионами в кристалле NaCl составляет \(3 \times 10^{-8}\) см, что в метрической системе равно \(3 \times 10^{-10}\) м.

Формула, позволяющая найти величину силы, действующей между двумя точечными зарядами, известными как \(q_1\) и \(q_2\), и разделяющими их расстоянием \(r\), называется законом Кулона:
\[F = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2},\]
где \(F\) – сила, \(k\) – электростатическая постоянная (\(k \approx 9 \times 10^9\) Н·м²/Кл²), \(|q_1 \cdot q_2|\) – модуль произведения зарядов, а \(r\) – расстояние между зарядами.

Подставим в формулу известные значения:
\(q_1 = e\) (заряд натрия),
\(q_2 = -e\) (заряд хлора),
\(r = 3 \times 10^{-10}\) м (расстояние между ионами).

\[F = \frac{k \cdot |e \cdot (-e)|}{(3 \times 10^{-10})^2}.\]

Вычислим числовое значение заряда (\(e \cdot (-e) = -e^2\)):
\[F = \frac{k \cdot e^2}{(3 \times 10^{-10})^2}.\]

Теперь подставим числовые значения в формулу, учитывая, что \(k \approx 9 \times 10^9\):
\[F \approx \frac{(9 \times 10^9) \cdot (1.602 \times 10^{-19})^2}{(3 \times 10^{-10})^2}.\]

После математических вычислений получим:
\[F \approx 1.44 \times 10^{-8}\) Н.\]

Таким образом, сила, действующая между двумя смежными ионами в кристалле NaCl, равна примерно \(1.44 \times 10^{-8}\) Н (ньютон). Примечательно, что эта сила является притягивающей, так как ионы с разными зарядами притягиваются друг к другу.