PIOATOMIE JONI: SARAKSTS UN VINGRINĀJUMI - ĶĪMIJA - 2025

The polyatomic joni ir tie, kas satur divus vai vairākus atomus, tāpēc tie ir pazīstama arī ar nosaukumu molekulāro jonu. Turpretī monatomiskajiem joniem ir tikai viens atoms, un tie ir iegūti no elektronu ieguvuma vai zaudējuma, ko cieš periodiskās tabulas elementi.

Piemēram, apskatot metālus, mēs iegūsim katjonus: Na ⁺ , Mg ²⁺ , Ga ³⁺ , Ti ⁴⁺ utt. Tikmēr nemetāliski elementi būtībā radīs mums anjonus: O ^2- , S ^2- , F ^- , N ^3- utt. Tajos jonu lādiņš ir pilnībā lokalizēts, un zināmā mērā tas pats notiek ar poliaatomiskajiem joniem; kaut arī ir tūkstošiem izņēmumu.

Ornamenta apmetumā mēs atrodam sulfātjonu, kas ir poliatomisks un kam pievienotas arī kalcija un ūdens molekulas. Avots: Pixnio

Poliaatomiskā jonā parasti negatīvais lādiņš gulstas uz visvairāk elektronegatīvajiem atomiem, un šāda situācija būtu iespējama tikai tad, ja būtu iekšējas kovalences saites. Tā kā pastāv kovalentās saites, mēs saskaramies ar jonu lādētu molekulu vai metālu kompleksu. Šie jonu veidi ir ļoti izplatīti organiskajā ķīmijā.

Piemēram, neorganiskajā ķīmijā viens no pazīstamākajiem joniem ir sulfāta anjons, SO ₄ ^2- . Kā redzams, tam ir divi elementi: sērs un skābeklis, kas kopā veido piecus atomus, kurus savieno SO saites. SO ₄ ² ir ģipša un tā mineraloģisko šķirņu sastāvdaļa, ko kopš seniem laikiem plaši izmanto celtniecības darbos.

Visizplatītāko poliaatomisko jonu saraksts

Daži no biežākajiem poliatomiskajiem joniem tiks minēti zemāk. Divas no tām, izšķirošas šķīdumu ķīmijā, nāk no viena un tā paša ūdens.

Hidronijs

Hidronija katjons, H ₃ O ⁺ , ir viens no vienkāršākajiem poliatomiskajiem katjoniem. Pozitīvais lādiņš atrodas centrālajā skābekļa atomā. Tas rodas, kad ūdens molekula iegūst ūdeņradi.

Hidroksilgrupa

Pazīstams arī kā hidroksilgrupa, OH ^- , ir polyatomic anjons, kas sastāv no tikai divas, kas kovalenti saistīti atomiem, OH. Negatīvs lādiņš ir uz skābekļa atoma, un tas rodas, kad ūdens molekula zaudē ūdeņradi.

Karbonāts

Karbonāta anjons, CO ₃ ² , ir atrodams kaļķakmenī un marmorā, kā arī krītā uz tāfelēm. Tās divas negatīvās lādītes tiek delokalizētas ar rezonansi starp trim skābekļa atomiem, ogleklis ir centrālais atoms.

Nitrāts

Nitrātu anjons, NO ₃ ^- , būtiski augiem, ir struktūra ļoti līdzīga tai, kas karbonāta. Atkal negatīvais lādiņš tiek pārvietots starp skābekli, jo tie ir visvairāk elektronegatīvie atomi.

Amonijs

Pēc hidronija visatbilstošākais katjons ir amonijs, NH ₄ ⁺ , jo to iegūst no amonjaka, kas ir būtiska gāze neskaitāmiem rūpnieciskiem procesiem. Slāpeklis ir centrālais atoms, un, neskatoties uz to, ka tas ir visvairāk elektronegatīvs, tam ir pozitīvs lādiņš, zaudējot elektronu, veidojot četras NH saites.

Peroksīds

Peroksīda anjons O ₂ ^2- ir īpašs, jo tas ir diatomisks un homonukleārs, un tam ir OO saite.

Oksalāts

Oksalāta anjonu C ₂ O ₄ ² iegūst no skābeņskābes, un burtiski tas ir akmens nierēs.

Fosfāts

Fosfāta anjonam PO ₄ ³ ir liels lādiņa lielums, kas ar rezonanses palīdzību tiek pārvietots starp tā četriem fosfora atomiem. Tas ir atrodams bagātīgos minerālos un veido mūsu kaulu kristālus.

Cianīds

Cianīds anjons, CN ^- , ir arī no diviem atomiem sastāvošs bet heteronuclear. Negatīvais lādiņš atrodas slāpekļa atomā, un tam ir trīskāršā saite, C≡N ^- .

Acetāts

Acetāts, CH ₃ COO ^- , iespējams, ir visreprezentatīvākais organiskais poliaatomiskais anjons. Ņemiet vērā, ka tam ir trīs elementi un molekulārāks raksturs nekā pārējiem joniem (vairāk kovalento saišu). Šo anjonu var iegūt no etiķa, kas neitralizēts ar nātrija bikarbonātu.

Pastāvīgs

Līdz šim nevienā poliatomiskajā jonā nav bijis centrālā atoma, kas nav elektronegatīvs nemetālisks elements. Tomēr permanganāta gadījumā centrālais atoms ir pārejas metāls, mangāns, MnO ₄ ^- ar negatīvo lādiņu, kas atrodas starp tā četriem atomiem.

Šo anjonu ir viegli atpazīt, jo tā savienojumiem parasti ir spilgti violeti kristāli, kas to šķīdumus krāso vienā krāsā.

Hromāts

Līdzīgi kā permanganāta gadījumā, hromātam, CrO ₄ ² , kā centrālo atomu ir hroms. Atšķirībā no MnO ₄ ^- hromāts ir divvērtīgs, un tā šķīdumu krāsa nav violeta, bet dzeltena.

Vingrinājumi

1. vingrinājums

Kādi joni veido šādu sāli? NH ₄ NaCO ₃

Ķīmiskā formula jau pati par sevi atklāj nātrija katjonu Na ⁺ , jo tā vienmēr būs poliatomiska un neveidos kovalentās saites. Labajā pusē karbonāta anjons, CO ₃ ² , ir uzreiz atpazīstams ; kamēr kreisajā pusē izceļas amonija katjons. Tādēļ, joni ir: NH ₄ ⁺ , Na ⁺ un CO ₃ ^2- (nātrija un amonija karbonāts).

2. vingrinājums

Kādi joni veido šo sāli un cik no tiem ir vienā formulā? MgKPO ₄

Atkal mēs vispirms meklējam monatomiskos jonus; šajā gadījumā kālijs, K ⁺ un magnijs, Mg ²⁺ . Mums paliek fosfāta anjons, PO ₄ ³ , kas redzams formulas labajā pusē. Pēc formulas mums pēc tam katram ir viens jons, kura attiecība ir 1: 1: 1 (1 Mg ²⁺ : 1 K ⁺ : 1 PO ₄ ^3- ).

3. vingrinājums

Kādi joni ir šim savienojumam? AlOH ₃ . Vai ar to ir kāda problēma?

Formula rada neskaidrības. To varētu arī uzrakstīt šādi: AlH ₃ O. Tāpēc tam būtu divi katjoni: Al ³⁺ un H ₃ O ⁺ , pārkāpjot jonu neitralitātes saglabāšanu. Obligāti jābūt negatīvām maksām, kas neitralizē šīs četras pozitīvās maksas.

Ņemot vērā šo pamatojumu, savienojums AlOH ₃ nevar pastāvēt. Un kā ir ar Al (OH) ₃ ? Tam joprojām ir trīsvērtīgais Al ³⁺ katjons , bet tagad tam ir plaši pazīstams anjons: hidroksilgrupa, OH ^- . Lai neitralizētu Al ³⁺ pozitīvo lādiņu, jābūt trim OH ^- un tāpēc attiecība ir 1: 3 (1 Al ³⁺ : 3 OH ^- ).

4. vingrinājums

Kādi joni ir šim savienojumam? K ₂ Ti (CN) ₄

No Al (OH) ₃ piemēra mēs zinām, ka iekavās ir poliatomisks anjons; šajā gadījumā cianīds, CN ^- . Tāpat kālijs ir K ⁺ monatomisks katjons , un, ja tajā ir divi no tiem, tie pievienotu divus pozitīvos lādiņus. Mums trūktu divu citu pozitīvo lādiņu, kas var rasties tikai no titāna, Ti ²⁺ .

Tāpēc K ₂ Ti (CN) ₄ ir šādi joni: K ⁺ , Ti ²⁺ un CN ^- attiecībās 2: 1: 4 (2 K ⁺ : 1 Ti ²⁺ : 4 CN ^- ).

Atsauces

1. Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
2. Grehems Solomons TW, Kreigs B. Frīls. (2011). Organiskā ķīmija. Amīni. (10 ^th izdevums.). Wiley Plus.
3. Wikipedia. (2020). Poliatomiskais jons. Atgūts no: en.wikipedia.org
4. Vašingtonas universitāte. (2001). Kopējo poliaatomisko jonu tabulas. Atgūts no: ķīmija.wustl.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. gada 12. janvāris). Poliatomiskais jons: definīcija un piemēri. Atgūts no: domaco.com
6. Hanas akadēmija. (2020). Pioatomie joni. Atgūts no: es.khanacademy.org