POLIATOMSKI IONI: POPIS I VJEŽBE - KEMIJA - 2024

Su poliatomske ione su oni koji sadrže dva ili više atoma ugljika, tako da su također poznati pod nazivom molekularnih iona. Suprotno tome, monatomski ioni imaju samo jedan atom, a izvedeni su iz dobitka ili gubitka elektrona koji su pretrpjeli elementi periodne tablice.

Na primjer, ako pogledamo metale, dobit ćemo katione: Na ⁺, Mg ²⁺, Ga ³⁺, Ti ⁴⁺, itd. U međuvremenu, nemetalni elementi u osnovi će nam dati anione: O ^2-, S ^2-, F ^-, N ^3-, itd. U njima je ionski naboj potpuno lokaliziran, a u određenoj mjeri isto se događa i s poliatomskim ionima; iako postoje tisuće izuzetaka.

U žbuci ukrasa nalazimo sulfatni ion, koji je poliatomski, a prati ga i molekula kalcija i vode. Izvor: Pixnio

U poliatomskom ionu obično negativni naboj počiva na većini elektronegativnih atoma, a takva bi situacija bila moguća samo ako postoje unutarnje kovalentne veze. Kako postoje kovalentne veze, tako smo suočeni s ionsko nabijenom molekulom ili metalnim kompleksom. Ove vrste iona vrlo su česte u organskoj kemiji.

U anorganskoj kemiji, na primjer, jedan od najpoznatijih iona je sulfatni anion, SO ₄ ^2-. Kao što se može vidjeti, on ima dva elementa: sumpor i kisik, koji sačinjavaju ukupno pet atoma povezanih SO vezama. SO ₄ ^2- dio je gipsa i njegovih mineraloških sorti, a široko se koristi od davnina u građevinskim radovima.

Popis najčešćih poliatomskih iona

U nastavku će biti spomenuti neki od češćih poliatomskih iona. Dvije od njih, ključne u kemiji rješenja, potječu iz iste vode.

Hydronium

Hydronium kation, H ₃ O ⁺, je jedan od najjednostavnijih poliatomske kationima. Pozitivni naboj leži na središnjem atomu kisika. Nastaje kada molekula vode dobije vodik.

hidroksilne

Poznat i kao hidroksil, OH ^-, je višeatomski anion koji se sastoji od samo dva kovalentno povezana atoma, OH. Negativni naboj je na atomu kisika i nastaje kada molekula vode izgubi vodik.

Karbonat

Karbonatni anion, CO ₃ ^2-, nalazi se u vapnencu i mramoru, kao i u kredi na crnim pločama. Njegova dva negativna naboja delokaliziraju se rezonancom između tri atoma kisika, pri čemu je ugljik središnji atom.

Nitrat

Nitratni anion NO ₃ ^- neophodan za biljke ima strukturu vrlo sličnu karbonatu. Opet, negativni naboj delokalizira se između kisika jer su oni najviše elektronegativni atomi.

amonijum

Nakon hydronium, amonija, NH ₄ ⁺, najvažniji je kation, jer je izveden iz amonijaka, bitnog plina za bezbroj industrijskim procesima. Dušik je središnji atom, i iako je najviše elektronegativan, ima pozitivan naboj kao rezultat gubitka elektrona prilikom formiranja četiri NH veze.

Peroksid

Peroksidni anion, O ₂ ^2-, poseban je po tome što je diatomski i homonuklearni, ima OO vezu.

oksalata

Oksalat anion, C ₂ O ₄ ^2-, proizlazi iz oksalne kiseline i doslovno kamena u bubrezima.

Fosfat

Fosfatni anion, PO ₄ ^3-, ima veliku jačinu naboja, koja se relonancijom delokalizira između četiri njegova fosforna atoma. Nalazi se u obilnim mineralima i čine kristale naših kostiju.

Cijanid

Cijanidni anion, CN ^-, je također diatomski, ali heteronuklearni. Negativni naboj nalazi se na atomu dušika i ima trostruku vezu, C≡N ^-.

Acetat

Acetat, CH ₃ COO ^-, možda najbolje predstavlja organski poliatomske anion. Imajte na umu da ima tri elementa i molekulski je karakter od ostalih iona (više kovalentne veze). Taj se anion može dobiti iz octa neutraliziranog s natrijevim bikarbonatom.

Permanganat

Do sada nijedan poliatomski ion nije imao središnji atom koji nije nemetalni, elektronegativni element. Međutim, u slučaju permanganata, središnji atom je prijelazni metal, mangan, MnO ₄ ^-, s negativnim nabojem koji je delokaliziran između svoja četiri atoma.

Ovaj anion je lako prepoznati, jer njegovi spojevi obično imaju svijetle kristalne ljubičice, koji boje njihova rješenja jednakom bojom.

kromat

Slično slučaju permanganata, kromata, HR ₄ ^2- ima krom kao svog središnjeg atom. Za razliku od MnO ₄ ^-, kromat je dvovalentan, a boja njegovih otopina nije ljubičasta nego žuta.

vježbe

Vježba 1

Koji ioni čine slijedeću sol? NH ₄ Naco ₃

Kemijska formula već otkriva samu sebe natrijev kation, Na ⁺, jer će on uvijek biti poliatomski i neće tvoriti kovalentne veze. S desne strane je karbonatni anion, CO ₃ ^2-, odmah prepoznatljiv; dok se na lijevoj strani ističe amonijev kation. Stoga su ioni: NH ₄ ⁺, Na ⁺ i CO ₃ ^2- (natrij i amonij-karbonat).

Vježba 2

Koji ioni čine slijedeću sol i koliko ih ima po formuli? MgKPO ₄

Opet tražimo najprije monatomske ione; u ovom slučaju kalij, K ⁺ i magnezij, Mg ²⁺. Ostaje nam fosfatni anion, PO ₄ ^3-, vidljiv na desnoj strani formule. Prema formuli tada imamo po jedan ion, čiji je omjer 1: 1: 1 (1 Mg ²⁺: 1 K ⁺: 1 PO ₄ ^3-).

Vježba 3

Koje ione ima sljedeći spoj? AlOH ₃. Ima li problema s tim?

Formula poziva na zbunjenost. To se također može se zapisati kao: ALH ₃ O. Stoga bi imati dva kationa: Al ³⁺ i H ₃ O ⁺, kršenje očuvanje ionske neutralnosti. Mora nužno postojati negativan naboj koji će suprotstaviti ova četiri pozitivna naboja.

S obzirom na ovo obrazloženje, spoj AlOH ₃ ne može postojati. A što je s Al (OH) ₃ ? Još uvijek ima trovalentni Al ³⁺ kation, ali sada ima dobro poznati anion: hidroksil, OH ^-. Moraju postojati tri OH ^- da bi se neutralizirao pozitivni naboj Al ³⁺, i zato je omjer 1: 3 (1 Al ³⁺: 3 OH ^-).

Vježba 4

Koje ione ima sljedeći spoj? K ₂ Ti (CN) ₄

Iz primjera Al (OH) ₃ znamo da je ono što se nalazi u zagradama poliatomski anion; u ovom slučaju cijanid, CN ^-. Isto tako, kalij je K ⁺ monatomski kation, a imajući ga dva u formuli, dodali bi mu dva pozitivna naboja. Nedostajala bi nam još dva pozitivna naboja, koja mogu poticati samo od titana, Ti ²⁺.

Stoga, K ₂ Ti (CN) ₄ ima slijedeće ione: K ⁺, Ti ²⁺ i CN ^-, u omjeru 2: 1: 4 (2 K ⁺: 1. Ti ²⁺: 4 CN ^-).

Reference

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organska kemija. Amini. (10 ^th Edition,). Wiley Plus.
3. Wikipedia. (2020). Poliatomski ion. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
4. Sveučilište Washington. (2001). Tablice uobičajenih poliotomskih iona. Oporavak od: chemistry.wustl.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (12. siječnja 2019.). Poliatomski ion: definicija i primjeri. Oporavilo od: misel.com
6. Khan Akademija. (2020). Poliatomski ioni. Oporavilo sa: es.khanacademy.org