POLYATOMICKÉ IONTY: SEZNAM A CVIČENÍ - CHEMIE - 2025

Tyto polyatomární ionty jsou ty, které obsahují dva nebo více atomů, takže jsou také známé pod jménem molekulových iontů. Naproti tomu monatomické ionty mají pouze jeden atom a jsou odvozeny ze zisku nebo ztráty elektronů, které utrpěly prvky periodické tabulky.

Když se například podíváme na kovy, dostaneme kationty: Na ⁺, Mg ²⁺, Ga ³⁺, Ti ⁴⁺ atd. Mezitím nám nekovové prvky v podstatě dají anionty: O ^2-, S ^2-, F ^-, N ^3- atd. V nich je iontový náboj plně lokalizován a do jisté míry to samé se stává s polyatomickými ionty; i když existují tisíce výjimek.

V omítce zdobení najdeme sulfátový ion, který je polyatomický a je také doprovázen molekulami vápníku a vody. Zdroj: Pixnio

V polyatomickém iontu obvykle záporný náboj leží na nejvíce elektronegativních atomech a taková situace by byla možná pouze tehdy, kdyby existovaly vnitřní kovalentní vazby. Protože existují kovalentní vazby, čelíme iontově nabité molekule nebo kovovému komplexu. Tyto typy iontů jsou v organické chemii vysoce rozšířené.

V anorganické chemii, například, jedna z nejznámějších ionty je sulfátový anion, SO ₄ ^2-. Jak je vidět, má dva prvky: síru a kyslík, které dohromady tvoří celkem pět atomů spojených vazbami SO. SO ₄ ^2- je součástí sádry a jejích mineralogických odrůd, které se ve stavebnictví hojně používají od starověku.

Seznam nejběžnějších polyatomických iontů

Některé z běžnějších polyatomických iontů budou uvedeny níže. Dva z nich, klíčové v chemii roztoků, pocházejí ze stejné vody.

Hydronium

Hydronium kation, H ₃ O ⁺, je jedním z nejjednodušších polyatomických kationty. Kladný náboj leží na centrálním atomu kyslíku. Vzniká, když molekula vody získá vodík.

Hydroxylová skupina

Také známý jako hydroxyl, OH ^-, je polyatomový anion sestávající pouze ze dvou kovalentně spojených atomů, OH. Záporný náboj je na atomu kyslíku a je generován, když molekula vody ztratí vodík.

Uhličitan

Uhličitanový anion, CO ₃ ^2-, se nachází v vápencích a mramoru, stejně jako v křídlech na tabulích. Jeho dva záporné náboje jsou delokalizovány rezonancí mezi třemi atomy kyslíku, uhlík je centrální atom.

Dusičnan

Dusičnanový anion, NO ₃ ^-, nezbytný pro rostliny, má strukturu velmi podobnou struktuře uhličitanu. Znovu je negativní náboj delokalizován mezi kyslíky, protože jsou nejelegantnější atomy.

Amoniak

Po hydroniu je nejvýznamnějším kationtem amoniak, NH ₄ ⁺, protože je odvozen od amoniaku, esenciálního plynu pro bezpočet průmyslových procesů. Dusík je centrálním atomem, a přestože je nejvíce elektronegativní, má kladný náboj v důsledku ztráty elektronu při vytváření čtyř vazeb NH.

Peroxid

Peroxid anion, O ₂ ², je zvláštní tím, že je diatomic a homonukleární, mající OO vazbu.

Oxalát

Oxalát anion, C ₂ O ₄ ², je odvozen od kyseliny šťavelové, a je doslova kámen v ledvinách.

Fosfát

Fosfátový anion, PO ₄ ³, má velkou velikost náboje, který je delokalizovaných mezi svými čtyřmi atomy fosforu rezonancí. Nachází se v hojných minerálech a tvoří krystaly našich kostí.

Kyanid

Kyanidový anion, CN ^-, je také rozsivkový, ale heteronukleární. Záporný náboj leží na atomu dusíku a má trojnou vazbu, C≡N ^-.

Acetát

Acetát, CH ₃ COO ^- je možná nejreprezentativnějším organickým polyatomovým aniontem. Všimněte si, že má tři prvky a molekulárnější charakter než ostatní ionty (kovalentnější vazby). Tento anion lze získat z octa neutralizovaného hydrogenuhličitanem sodným.

Permanganate

Doposud žádný polyatomový iont neměl centrální atom, který není elektronegativním nekovovým prvkem. Nicméně, v případě manganistanu, centrální atom je přechodný kov, mangan, MnO ₄ ^-, s negativním nábojem delokalizovaných mezi jeho čtyři atomy.

Tento anion je snadno rozpoznatelný, protože jeho sloučeniny mají obvykle jasně fialové krystaly, které barví jejich roztoky stejnou barvou.

Chromát

Podobně jako v případě manganistanu, chromanu, CrO ₄ ^2-, má chrom jako jeho centrálního atomu. Na rozdíl od MnO ₄ ^- je chromát dvojmocný a barva jeho roztoků není fialová, ale žlutá.

Cvičení

Cvičení 1

Jaké ionty tvoří následující sůl? NH ₄ Naco ₃

Chemický vzorec již sám o sobě odhaluje přítomnost sodíkového kationtu, Na ⁺, protože bude vždy polyatomický a nebude tvořit kovalentní vazby. Na pravé straně je uhličitanový anion, CO ₃ ^2-, okamžitě rozpoznatelný; zatímco vlevo, amoniový kation vyniká. Z tohoto důvodu, ionty jsou: NH ₄ ⁺, Na ⁺ a CO ₃ ^2- (sodný a uhličitan amonný).

Cvičení 2

Jaké ionty tvoří následující sůl a kolik z nich je na recepturu? MgKPO ₄

Opět hledáme nejprve monatomické ionty; v tomto případě draslík, K ⁺ a hořčík, Mg2 ⁺. Zbývá fosfátovou aniontem, PO ₄ ³, která je vidět na pravé straně vzorce. Podle vzorce, pak jsme jeden ion každého, jejichž poměr je 1: 1: 1 (1 Mg ²⁺: 1 K ⁺: 1 PO ₄ ^3-).

Cvičení 3

Jaké ionty má následující sloučenina? AlOH ₃. Je s tím problém?

Vzorec vyvolává zmatek. Lze to také napsat jako: AlH ₃ O. Proto by měl dva kationty: Al ³⁺ a H ₃ O ⁺, což by narušovalo zachování iontové neutrality. Musí existovat nutně záporné poplatky, které působí proti těmto čtyřem kladným poplatkům.

Vzhledem k tomu, tato úvaha, že sloučenina AlOH ₃ nemůže existovat. A co Al (OH) ₃ ? Stále má trojmocný kation Al ³⁺, ale nyní má dobře známý aniont: hydroxyl, OH ^-. Musí existovat tři OH ^- k neutralizaci kladného náboje AI ³⁺, a proto je poměr 1: 3 (1 AI ³⁺: 3 OH ^-).

Cvičení 4

Jaké ionty má následující sloučenina? K ₂ Ti (CN) ₄

Z příkladu Al (OH) ₃ víme, že to, co je uvnitř závorek, je polyatomický anion; v tomto případě kyanid, CN ^-. Podobně draslík je K ⁺ monatomický kationt, který má ve vzorci dva, přidaly by dva pozitivní náboje. Chybí nám další dva kladné náboje, které mohou pocházet pouze z titanu, Ti ²⁺.

Z tohoto důvodu, K ₂ Ti (CN) ₄ má následující ionty: K ⁺, Ti ²⁺ a CN ^-, v poměru 2: 1: 4 (2 K ⁺: 1 Ti ²⁺: 4 CN ^-).

Reference

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie (8. ed.). CENGAGE Učení.
2. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organická chemie. Amines. (10 ^th edition.). Wiley Plus.
3. Wikipedia. (2020). Polyatomový iont. Obnoveno z: en.wikipedia.org
4. Washingtonská univerzita. (2001). Tabulky běžných polyatomických iontů. Obnoveno z: chemistry.wustl.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (12. ledna 2019). Polyatomický iont: Definice a příklady. Obnoveno z: thinkco.com
6. Khan Academy. (2020). Polyatomické ionty. Obnoveno z: es.khanacademy.org