POLIATOMSKI IONI: SEZNAM IN VAJE - KEMIJA - 2025

V poliatomskih ioni so tiste, ki vsebujejo dva ali več atomov, tako so znani tudi pod imenom molekulskih ionov. V nasprotju s tem imajo monatomski ioni le en atom in izhajajo iz pridobivanja ali izgube elektronov, ki jih utrpijo elementi periodične tabele.

Če na primer pogledamo kovine, bomo dobili katione: Na ⁺ , Mg ²⁺ , Ga ³⁺ , Ti ⁴⁺ itd. Medtem nam bodo nekovinski elementi v bistvu dali anione: O ^2- , S ^2- , F ^- , N ^3- itd. V njih je ionski naboj popolnoma lokaliziran, do določene mere pa se zgodi tudi z večatomskimi ioni; čeprav je na tisoče izjem.

V mavcu okrasja najdemo sulfatni ion, ki je večatomen in ga spremljajo tudi molekuli kalcija in vode. Vir: Pixnio

V poliatomskem ionu običajno negativni naboj počiva na najbolj elektronegativnih atomih in takšna situacija bi bila mogoča le, če bi obstajale notranje kovalentne vezi. Ker obstajajo kovalentne vezi, se soočamo z ionsko nabiti molekulo ali kovinskim kompleksom. Te vrste ionov so zelo razširjene v organski kemiji.

V anorganski kemiji je na primer eden najbolj znanih ionov sulfatni anion SO ₄ ^2- . Kot je razvidno, ima dva elementa: žveplo in kisik, ki sestavljata skupaj pet atomov, povezanih s SO vezmi. SO ₄ ^2- je del mavca in njegovih mineraloških sort, ki se že od antičnih časov pogosto uporablja pri gradbenih delih.

Seznam najpogostejših poliatomskih ionov

Spodaj bodo omenjeni nekateri pogostejši poliatomski ioni. Dva od njih, ki sta ključnega pomena pri kemiji rešitev, izhajata iz iste vode.

Hidronij

Oksonijevih kation H ₃ O ⁺ , je eden od najpreprostejših poliatomskih kationov. Pozitivni naboj je na osrednjem atomu kisika. Nastane, ko molekula vode pridobi vodik.

Hidroksil

Znan tudi kot hidroksil, OH ^- , je večatomski anion, sestavljen iz samo dveh kovalentno povezanih atomov, OH. Negativni naboj je na atomu kisika in nastane, ko molekula vode izgubi vodik.

Karbonat

Karbonatni anion, CO ₃ ^2- , najdemo v apnencu in marmorju, pa tudi v kredi na ploščah. Njegova dva negativna naboja se delokalizirata z resonanco med tremi kisikovimi atomi, ogljik pa je osrednji atom.

Nitrati

Nitratni anion NO ₃ ^- , ki je bistven za rastline, ima strukturo zelo podobno karbonatu. Ponovno se negativni naboj delokalizira med oksigeni, ker so najbolj elektronegativni atomi.

Amonij

Po hidroniju je amonij, NH ₄ ⁺ , najpomembnejši kation, saj se pridobiva iz amoniaka, bistvenega plina za nešteto industrijskih procesov. Dušik je osrednji atom in kljub temu, da je najbolj elektronegativen, ima pozitiven naboj zaradi izgube elektrona, ko tvori štiri NH vezi.

Peroksid

Peroksidni anion, O ₂ ^2- , je poseben, ker je diatomski in homonuklearni in ima OO vez.

Oksalat

Oksalatni anion, C ₂ O ₄ ^2- , izhaja iz oksalne kisline in je dobesedno kamen v ledvicah.

Fosfat

Fosfatni anion, PO ₄ ^3- , ima veliko velikost naboja, ki se z resonanco delokalizira med njegove štiri fosforne atome. Najdemo ga v obilnih mineralih in tvorijo kristale naših kosti.

Cianid

Cianidni anion, CN ^- , je tudi diatomski, vendar heteronuklearni. Negativni naboj ima atom dušika in ima trojno vez, C≡N ^- .

Acetat

Acetat, CH ₃ COO ^- , je morda najbolj reprezentativni organski poliatomskih anion. Upoštevajte, da ima tri elemente in bolj molekularni značaj kot ostali ioni (bolj kovalentne vezi). Ta anion lahko dobimo iz kisa, nevtraliziranega s sodo bikarbono.

Permanganat

Do zdaj še noben poliatomski ion ni imel osrednjega atoma, ki ni elektronegativni nekovinski element. Vendar pa je v primeru permanganata osrednji atom prehodna kovina, mangan, MnO ₄ ^- , negativni naboj pa je delokaliziran med njegove štiri atome.

Ta anion je enostavno prepoznati, saj imajo njegove spojine običajno svetle vijolične kristale, ki obarvajo njihove raztopine iste barve.

Kromat

Podobno kot v primeru permanganata, kromata, cro ₄ ^2- , ima krom kot osrednjega atoma. Za razliko od MnO ₄ ^- je kromat dvovalenten, barva njegovih raztopin pa ni vijolična, ampak rumena.

Vaje

Vaja 1

Kateri ioni sestavljajo naslednjo sol? NH ₄ Naco ₃

Kemijska formula že sama po sebi razkriva prisotnost natrijevega kationa Na ⁺ , saj bo vedno poliatomski in ne bo tvoril kovalentnih vezi. Na desni strani je karbonatni anion CO ₃ ^2- takoj prepoznaven ; medtem ko na levi strani izstopa amonijev kation. Zato so ioni so: NH ₄ ⁺ , Na ⁺ in CO ₃ ^2- (natrijev in amonijev karbonat).

Vaja 2

Kateri ioni sestavljajo naslednjo sol in koliko jih je v formuli? MgKPO ₄

Spet iščemo najprej monatomske ione; v tem primeru kalij, K ⁺ in magnezij, Mg ²⁺ . Na desni strani formule ostanemo s fosfatnim anionom PO ₄ ^3- . Po formuli imamo potem en ion vsakega, katerega razmerje je 1: 1: 1 (1 Mg ²⁺ : 1 K ⁺ : 1 PO ₄ ^3- ).

Vaja 3

Kakšne ione ima naslednja spojina? AlOH ₃ . Ali obstaja problem s tem?

Formula vabi v zmedo. To bi lahko zapisali tudi kot: AlH ₃ O. Torej bi imel dva kationa: Al ³⁺ in H ₃ O ⁺ , ki krši ohranjanje ionske nevtralnosti. Obvezno morajo obstajati negativni stroški, ki nasprotujejo tem štirim pozitivnim nabojem.

Glede na to sklep, spojina AlOH ₃ ne more obstajati. In kaj je z Al (OH) ₃ ? Še vedno ima trivalentni kation Al ³⁺ , zdaj pa ima dobro znan anion: hidroksil, OH ^- . Obstajati mora tri OH ^- za nevtralizacijo pozitivni naboj Al ³⁺ , in zato je razmerje 1: 3 (1 Al ³⁺ : 3 OH ^- ).

Vaja 4

Kakšne ione ima naslednja spojina? K ₂ Ti (CN) ₄

Iz primera Al (OH) ₃ vemo, da je znotraj oklepajev večatomski anion; v tem primeru cianid, CN ^- . Prav tako je kalij K ⁺ mononatomski kation in če bi ga v formuli imeli dva, bi dodali dva pozitivna naboja. Pogrešala bi nam še dva pozitivna naboja, ki lahko izvirata samo iz titana, Ti ²⁺ .

Zato ima K ₂ Ti (CN) ₄ naslednje ione: K ⁺ , Ti ²⁺ in CN ^- , v razmerju 2: 1: 4 (2 K ⁺ : 1 Ti ²⁺ : 4 CN ^- ).

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organska kemija. Amini. (10 ^th izdaja.). Wiley Plus.
3. Wikipedija. (2020). Poliatomski ion. Pridobljeno: en.wikipedia.org
4. Univerza Washington. (2001). Tabele navadnih poliatomskih ionov. Pridobljeno iz: chemistry.wustl.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, dr. (12. januar 2019). Poliatomski ion: definicija in primeri. Pridobljeno: misel.com
6. Akademija Khan. (2020). Poliatomski ioni. Pridobljeno: es.khanacademy.org