POLYATOMISKA JONER: LISTA OCH ÖVNINGAR - KEMI

De polyatomiska jonerna är de som innehåller två eller flera atomer, så de är också kända med namnet molekylära joner. Däremot har monatomiska joner bara en atom och härrör från vinsten eller förlusten av elektroner som elementen i det periodiska systemet har lidit.

Om vi till exempel tittar på metaller får vi katjoner: Na ⁺ , Mg ²⁺ , Ga ³⁺ , Ti ⁴⁺ , etc. Under tiden kommer icke-metalliska element i huvudsak ge oss anjoner: O ^2- , S ^2- , F ^- , N ^3- , etc. I dem är jonladdningen fullständigt lokaliserad, och i viss utsträckning händer det samma med polyatomiska joner; även om det finns tusentals undantag.

I prydnadsgipset hittar vi sulfatjonen, som är polyatomisk och också åtföljs av kalcium- och vattenmolekyler. Källa: Pixnio

I en polyatomisk jon vilar den negativa laddningen vanligtvis på de mest elektronegativa atomerna, och en sådan situation skulle bara vara möjlig om det fanns inre kovalenta bindningar. Eftersom det finns kovalenta bindningar står vi inför en joniskt laddad molekyl eller metallkomplex. Dessa typer av joner är mycket vanligare i organisk kemi.

I oorganisk kemi, till exempel, är en av de mest kända joner sulfatanjonen, SO ₄^2- . Som framgår har det två element: svavel och syre, som ger upp till totalt fem atomer kopplade till SO-bindningar. SO ₄^2- är en del av gips och dess mineralogiska sorter, allmänt använt sedan forntiden i byggnadsarbeten.

Lista över de vanligaste polyatomiska jonerna

Några av de vanligare polyatomiska jonerna kommer att nämnas nedan. Två av dem, avgörande för lösningens kemi, kommer från samma vatten.

hydronium

Den hydronium katjon, H ₃ O ^{^} , är en av de enklaste polyatomiska katjoner. Den positiva laddningen ligger på den centrala syreatomen. Den genereras när en vattenmolekyl får väte.

Hydroxyl

Även känd som hydroxyl, OH ^- , är en polyatomisk anjon som består av bara två kovalent bundna atomer, OH. Den negativa laddningen är på syreatomen och genereras när en vattenmolekyl tappar väte.

Karbonat

Karbonatanjonen, CO ₃^2- , finns i kalksten och marmor, liksom i krita på tavlor. Dess två negativa laddningar delokaliseras av resonans mellan de tre syreatomerna, varvid kol är den centrala atomen.

Nitrat

Nitratanjonen, NO ₃^- , väsentlig för växter, har en struktur som är mycket lik den för karbonat. Återigen är den negativa laddningen delokaliserad mellan oxygnen eftersom de är de mest elektronegativa atomerna.

Ammonium

Efter hydronium, ammonium, NH ₄⁺ , är den mest relevanta katjonen eftersom den härrör från ammoniak, en viktig gas för otaliga industriella processer. Kväve är den centrala atomen, och trots att den är den mest elektronegativa, har den en positiv laddning som ett resultat av att man förlorar en elektron när man bildar fyra NH-bindningar.

Peroxid

Peroxiden anjon, O ₂^2- , är speciell eftersom den är diatomärt och homonuclear, som har en OO bindning.

oxalat

Oxalatet anjon, C ₂ O ₄^2- , är härledd från oxalsyra, och är bokstavligen en sten i njurarna.

Fosfat

Fosfatanjonen, PO ₄^3- , har en stor laddningsstorlek, som är delokaliserad mellan dess fyra fosforatomer genom resonans. Det finns i rikliga mineraler och utgör våra benkristaller.

Cyanid

Cyanidanjonen, CN ^- , är också diatomisk men heteronukleär. Den negativa laddningen ligger på kväveatomen, och den har en trippelbindning, C≡N ^- .

Acetat

Acetat, CH ₃ COO ^- , är kanske den mest representativa organiska polyatomisk anjon. Observera att den har tre element och en mer molekylär karaktär än de andra jonerna (mer kovalenta bindningar). Denna anjon kan erhållas från vinäger neutraliserad med natriumbikarbonat.

Permanganat

Hittills har ingen polyatomisk jon haft en central atom som inte är ett elektronegativt icke-metalliskt element. När det gäller permanganat är emellertid den centrala atomen en övergångsmetall, mangan, MnO ₄^- , med den negativa laddningen avlokaliserad mellan dess fyra atomer.

Denna anjon är lätt att känna igen eftersom dess föreningar vanligtvis har ljusa violetta kristaller, som färgar deras lösningar i samma färg.

kromat

Liknar fallet med permanganat, kromat, CrO ₄^2- , har krom som sin centrala atom. Till skillnad från MnO ₄^- är kromat tvåvärt, och färgen på lösningarna är inte lila utan gul.

övningar

Övning 1

Vilka joner utgör följande salt? NH ₄ NaCOs ₃

Den kemiska formeln avslöjar redan i sig själv närvaron av natriumkatjon, Na ⁺ , eftersom den alltid är polyatomisk och inte kommer att bilda kovalenta bindningar. Till höger är karbonatanjonen, CO ₃^2- , omedelbart igenkänd ; medan till vänster står ammoniumkatjonen ut. Därför jonerna är: NH ₄⁺ , Na ⁺ och CO ₃^2- (natrium och ammoniumkarbonat).

Övning 2

Vilka joner utgör följande salt och hur många av dem finns per formel? MgKPO ₄

Återigen letar vi först efter de monatomiska jonerna; i detta fall kalium, K ⁺ och magnesium, Mg ²⁺ . Vi sitter kvar med fosfatanjonen, PO ₄^3- , synlig på höger sida av formeln. Av formeln, då har vi en jon av varje, vars förhållande är 1: 1: 1 (1 Mg ²⁺ : 1 K ⁺ : 1 PO ₄^3- ).

Övning 3

Vilka joner har följande förening? AlOH ₃ . Finns det något problem med det?

Formeln bjuder på förvirring. Detta kan också skrivas som: AlH ₃ O. Därför skulle det ha två katjoner: Al ³⁺ och H ₃ O ⁺ , vilket bryter mot bevarande av jonneutralitet. Det måste nödvändigtvis finnas negativa avgifter som motverkar dessa fyra positiva avgifter.

Med tanke på detta resonemang kan föreningen AlOH ₃ inte existera. Och hur är det med Al (OH) ₃ ? Den har fortfarande den trivalenta Al 3 ⁺ -katjonen , men nu har den en välkänd anjon: hydroxyl, OH ^- . Det måste finnas tre OH ^{- för} att neutralisera den positiva laddningen av Al ³⁺ , och det är därför förhållandet är 1: 3 (1 Al ³⁺ : 3 OH ^- ).

Övning 4

Vilka joner har följande förening? K ₂ Ti (CN) ₄

Från exemplet med Al (OH) ₃ vet vi att det som finns inom parenteserna är en polyatomisk anjon; i detta fall cyanid, CN ^- . På samma sätt är kalium en K ⁺ monatomisk katjon , och med två av den i formeln skulle de lägga till två positiva laddningar. Vi skulle sakna två andra positiva laddningar, som bara kan komma från titan, Ti ²⁺ .

Därför, K ₂ Ti (CN) ₄ har följande joner: K ⁺ , Ti ²⁺ och CN ^- , i ett förhållande 2: 1: 4 (2 K ⁺ : en Ti ²⁺ : 4 CN ^- ).

referenser

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. Aminer. (10: ^e upplagan.) Wiley Plus.
Wikipedia. (2020). Polyatomic jon. Återställd från: en.wikipedia.org
Washington University. (2001). Tabeller över vanliga polyatomiska joner. Återställd från: kemi.wustl.edu
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (12 januari 2019). Polyatomic ion: Definition och exempel. Återställd från: thoughtco.com
Khan akademin. (2020). Polyatomiska joner. Återställd från: es.khanacademy.org

POLYATOMISKA JONER: LISTA OCH ÖVNINGAR - KEMI - 2025