МНОГОАТОМНЫЕ ИОНЫ: СПИСОК И УПРАЖНЕНИЯ - ХИМИЯ

Эти многоатомные ионы являются те , которые содержат два или более атомов, таким образом , они также известны под названием молекулярных ионов. Напротив, одноатомные ионы имеют только один атом и являются производными от усиления или потери электронов, которым подвергаются элементы периодической таблицы.

Например, если мы посмотрим на металлы, мы получим катионы: Na ⁺ , Mg ²⁺ , Ga ³⁺ , Ti ⁴⁺ и т. Д. Между тем, неметаллические элементы , по существу , даст нам анионы: O ^2- , S ^2- , F ^- , N ³ , и т.д. В них ионный заряд полностью локализован, и до некоторой степени то же самое происходит с многоатомными ионами; хотя есть тысячи исключений.

В штукатурке орнамента мы находим сульфат-ион, который является многоатомным и также сопровождается молекулами кальция и воды. Источник: Pixnio

В многоатомном ионе обычно отрицательный заряд лежит на наиболее электроотрицательных атомах, и такая ситуация была бы возможна только при наличии внутренних ковалентных связей. Поскольку есть ковалентные связи, мы сталкиваемся с ионно заряженной молекулой или комплексом металла. Эти типы ионов широко распространены в органической химии.

Например, в неорганической химии одним из наиболее известных ионов является сульфат-анион SO ₄^2- . Как видно, в нем есть два элемента: сера и кислород, которые в сумме составляют пять атомов, связанных связями SO. SO ₄² - входит в состав гипса и его минералогических разновидностей, с давних времен широко применяемых в строительных работах.

Список наиболее распространенных многоатомных ионов

Некоторые из наиболее распространенных многоатомных ионов будут упомянуты ниже. Два из них, имеющие решающее значение для химического состава растворов, происходят из одной воды.

гидроксония

Катион гидроксония H ₃ O ⁺ является одним из простейших многоатомных катионов. Положительный заряд находится на центральном атоме кислорода. Он образуется, когда молекула воды получает водород.

гидроксил

Также известный как гидроксил, ОН ^- , представляет собой многоатомный анион, состоящий всего из двух ковалентно связанных атомов ОН. Отрицательный заряд находится на атоме кислорода и возникает, когда молекула воды теряет водород.

Карбонат

Карбонат-анион CO ₃^2- содержится в известняке и мраморе, а также в меле на классных досках. Два его отрицательных заряда делокализованы в результате резонанса между тремя атомами кислорода, центральным атомом которого является углерод.

азотнокислый

Нитрат-анион NO ₃^- , необходимый для растений, имеет структуру, очень похожую на структуру карбоната. Опять же, отрицательный заряд делокализован между атомами кислорода, потому что они являются наиболее электроотрицательными атомами.

аммоний

После гидроксония наиболее важным катионом является аммоний NH ₄⁺ , потому что он является производным аммиака, важного газа для бесчисленных промышленных процессов. Азот является центральным атомом, и, несмотря на то, что он является наиболее электроотрицательным, он имеет положительный заряд в результате потери электрона при образовании четырех связей NH.

перекись водорода

Анион пероксида, O ₂^2- , является особенным, потому что он двухатомный и гомоядерный, имеющий связь OO.

оксалат

Оксалат-анион C ₂ O ₄^2- происходит из щавелевой кислоты и буквально представляет собой камень в почках.

Фосфат

Фосфат-анион PO ₄^3- имеет большой заряд, который делокализован между его четырьмя атомами фосфора в результате резонанса. Он содержится в большом количестве минералов и составляет кристаллы наших костей.

Цианид

Цианид-анион CN ^- также двухатомный, но гетероядерный. Отрицательный заряд находится на атоме азота и имеет тройную связь C≡N ^- .

Ацетат

Ацетат, CH ₃ COO ^- , возможно, является наиболее представительным органическим многоатомным анионом. Обратите внимание, что он имеет три элемента и более молекулярный характер, чем другие ионы (больше ковалентных связей). Этот анион можно получить из уксуса, нейтрализованного бикарбонатом натрия.

перманганат

До сих пор ни у одного многоатомного иона не было центрального атома, который не был бы электроотрицательным неметаллическим элементом. Однако в случае перманганата центральный атом представляет собой переходный металл, марганец, MnO ₄^- , с отрицательным зарядом, делокализованным между его четырьмя атомами.

Этот анион легко узнать, потому что его соединения обычно имеют ярко-фиолетовые кристаллы, которые окрашивают их растворы в тот же цвет.

хромат

Как и в случае перманганата, хромат CrO ₄^2- имеет хром в качестве центрального атома. В отличие от MnO ₄^- хромат двухвалентен, и цвет его растворов не пурпурный, а желтый.

упражнения

Упражнение 1

Какие ионы входят в состав следующей соли? NH ₄ NaCO ₃

Химическая формула уже сама по себе показывает присутствие катиона натрия Na ⁺ , поскольку он всегда будет многоатомным и не будет образовывать ковалентных связей. Справа сразу же узнаваем карбонатный анион CO ₃^2- ; в то время как слева выделяется катион аммония. Следовательно, это ионы: NH ₄⁺ , Na ⁺ и CO ₃^2- (карбонат натрия и аммония).

Упражнение 2.

Какие ионы входят в состав следующей соли и сколько их в формуле? MgKPO ₄

Опять же, мы сначала ищем одноатомные ионы; в данном случае калий, K ⁺ , и магний, Mg ²⁺ . Остается фосфат-анион PO ₄^3- , видимый в правой части формулы. По формуле мы получаем по одному иону каждого, соотношение которых составляет 1: 1: 1 (1 Mg ²⁺ : 1 K ⁺ : 1 PO ₄^3- ).

Упражнение 3.

Какие ионы есть в следующем соединении? AlOH ₃ . Есть ли с этим проблема?

Формула вызывает путаницу. Это также можно было бы записать как: AlH ₃ O. Следовательно, он будет иметь два катиона: Al ³⁺ и H ₃ O ⁺ , нарушая сохранение ионной нейтральности. Обязательно должны быть отрицательные заряды, которые противодействуют этим четырем положительным зарядам.

Исходя из этого, соединение AlOH ₃ не может существовать. А как насчет Al (OH) ₃ ? В нем все еще есть трехвалентный катион Al ³⁺ , но теперь у него есть хорошо известный анион: гидроксил ОН ^- . Чтобы нейтрализовать положительный заряд Al ³⁺ , должно быть три OH ^- , поэтому соотношение составляет 1: 3 (1 Al ³⁺ : 3 OH ^- ).

Упражнение 4.

Какие ионы есть в следующем соединении? К ₂ Ti (CN) ₄

Из примера Al (OH) ₃ мы знаем, что то, что заключено в круглые скобки, является многоатомным анионом; в данном случае цианид, CN ^- . Точно так же калий является одноатомным катионом K ⁺ , и, имея два таких катиона в формуле, они добавят два положительных заряда. Нам не хватало бы двух других положительных зарядов, которые могут исходить только от титана Ti ²⁺ .

Следовательно, K ₂ Ti (CN) ₄ имеет следующие ионы: K ⁺ , Ti ²⁺ и CN ^- в соотношении 2: 1: 4 (2 K ⁺ : 1 Ti ²⁺ : 4 CN ^- ).

Ссылки

Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
Грэм Соломонс Т.В., Крейг Б. Фрайл. (2011). Органическая химия. Амины. (10- ^е изд.). Wiley Plus.
Wikipedia. (2020). Многоатомный ион. Получено с: en.wikipedia.org
Вашингтонский университет. (2001). Таблицы общих многоатомных ионов. Получено с: chemistry.wustl.edu
Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (12 января 2019 г.). Многоатомный ион: определение и примеры. Получено с: thinkco.com
Ханская академия. (2020). Многоатомные ионы. Получено с: es.khanacademy.org

МНОГОАТОМНЫЕ ИОНЫ: СПИСОК И УПРАЖНЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025