POLIATÓMIONOK: LISTA ÉS GYAKORLATOK - KÉMIA - 2025

A poliaatomikus ionok olyanok, amelyek két vagy több atomot tartalmaznak, tehát molekuláris ionok néven is ismertek. Ezzel szemben a monatomikus ionoknak csak egy atomja van, és az elektronok nyereségéből vagy veszteségéből származnak, amelyet a periódusos rendszer elemei szenvednek.

Például, ha átnézzük a fémeket, kationokat kapunk: Na ⁺, Mg ²⁺, Ga ³⁺, Ti ⁴⁺ stb. Eközben a nemfémes elemek lényegében anionokat eredményeznek: O ², S ², F ^-, N ³, stb. Ezekben az ionos töltés teljesen lokalizálódik, és bizonyos mértékig ugyanez történik a poliaatomikus ionokkal; bár kivételek ezrei vannak.

A dísztárgy vakolatában megtalálható a szulfát-ion, amely poliatoxikus, kalcium- és vízmolekulákkal együtt. Forrás: Pixnio

Egy poliatomikus ionban a negatív töltés általában a leginkább elektronegatív atomokon nyugszik, és ilyen helyzet csak akkor lehetséges, ha belső kovalens kötések vannak. Mivel vannak kovalens kötések, szembe kell néznünk egy ionmentesen töltött molekulával vagy fémkomplexel. Az ilyen típusú ionok nagyon elterjedtek a szerves kémiában.

Szervetlen kémiában például az egyik legismertebb ion a szulfát-anion, SO ₄ ^2-. Mint látható, két elemből áll: kén és oxigén, amelyek összesen öt atomot tartalmaznak, amelyeket SO-kötések kötnek össze. Az SO ₄ ^2- a gipsz és ásványtani fajtáinak része, amelyet az ősi idők óta széles körben használnak az építőiparban.

A leggyakoribb poliatómionok felsorolása

Az alábbiakban megemlítjük a leggyakoribb poliatómionokat. Két közülük, amelyek az oldat kémiai szempontjából kulcsfontosságúak, ugyanabból a vízből származnak.

oxónium

A hidrónium-kation, a H ₃ O ⁺, az egyik legegyszerűbb poliatomikus kation. A pozitív töltés a központi oxigénatomon fekszik. Akkor keletkezik, amikor egy vízmolekula hidrogént nyer.

hidroxil

Más néven hidroxilcsoportként ismert, OH ^- egy olyan poliatomikus anion, amely mindössze két kovalensen kapcsolt atomból, OH. A negatív töltés az oxigénatomon van, és akkor keletkezik, amikor egy vízmolekula elveszíti a hidrogént.

Karbonát

A karbonát-anion, a CO ₃ ², megtalálható a mészkőben és a márványban, valamint a táblák krétáján. Két negatív töltését a három oxigénatom közötti rezonancia révén delokalizálják, a szén a központi atom.

nitrát

A nitrát anion, NO ₃ ^-, alapvető fontosságú a növények, van egy igen hasonló a felépítése, hogy a karbonát. A negatív töltés megismétlődik az oxigének között, mivel ezek a leginkább elektronegatív atomok.

ammónia

A hidrónium után az ammónium, az NH ₄ ⁺ a legfontosabb kation, mivel ammóniából származik, amely számtalan ipari folyamathoz nélkülözhetetlen gáz. A nitrogén a központi atom, és annak ellenére, hogy a legtöbb elektronegatív, pozitív töltésű, mivel elektron veszít, amikor négy NH-kötést képez.

Peroxid

A peroxid-anion, az O ₂ ^2-, azért különleges, mert diatóma és homonukleáris, OO kötéssel rendelkezik.

oxalát

Az oxalát-anion, a C ₂ O ₄ ², oxálsavból származik, és szó szerint egy kő a vesékben.

Foszfát

A foszfát-anion, a PO ₄ ^3- nagy töltésű, amelyet négy foszfor atomja között rezonancia útján helyezkedik el. Bőséges ásványi anyagokban található meg, és a csontok kristályait alkotja.

Cianid

A cianid-anion, a CN ^- szintén diatomikus, de heteronukleáris. A negatív töltés a nitrogénatomon helyezkedik el, és hármas kötéssel rendelkezik, C≡N ^-.

Acetát

Az acetát, a CH ₃ COO ^- talán a legreprezentatívabb szerves poliatómiai anion. Vegye figyelembe, hogy három elemmel rendelkezik és molekulárisabb karakterű, mint a többi ion (több kovalens kötés). Ez az anion nátrium-hidrogén-karbonáttal semlegesített ecetből nyerhető.

Permanganát

Eddig egyetlen poliatómionnak sem volt olyan központi atomja, amely nem elektronegatív nemfém elem. A permanganát esetében azonban a központi atom egy átmeneti fém, mangán, MnO ₄ ^-, és a negatív töltés a négy atomja között elmozdul.

Ezt az aniont könnyű felismerni, mivel a vegyületei általában fényes lila kristályokkal rendelkeznek, amelyek az oldatukat azonos színűre festenek.

kromát

A permanganát esetéhez hasonlóan a kromát, a CrO ₄ ^2- központi krómmal rendelkezik krómmal. Ellentétben MnO ₄ ^-, kromát két vegyértékű, és a színe a megoldás nem lila, hanem sárga.

Feladatok

1. Feladat

Milyen ionok alkotják a következő sót? NH ₄ Naco ₃

A kémiai formula önmagában már feltárja a nátrium-kation, a Na ⁺ jelenlétét, mivel mindig poliatómiai és nem alkot kovalens kötéseket. Jobb oldalon a karbonát-anion, a CO ₃ ², azonnal felismerhető; míg a bal oldalon az ammónium-kation kiemelkedik. Ezért, az ionok: NH ₄ ⁺, Na ⁺ és a CO ₃ ^2- (nátrium- és ammónium-karbonát).

2. gyakorlat

Milyen ionok alkotják a következő sót, és hány ilyen van formulánként? MgKPO ₄

Ismét először a monatómionokat keressük; ebben az esetben kálium, K ⁺ és magnézium, Mg ²⁺. Mi marad a foszfát-anion, PO ₄ ^3-, látható a jobb oldalon a képlet. Általános képletű, akkor majd egy iont az egyes, amelynek aránya 1: 1: 1 (1 Mg ²⁺: 1 K ⁺: 1 PO ₄ ^3-).

3. gyakorlat

Milyen ionokat tartalmaz a következő vegyület? AlOH ₃. Probléma van vele?

A képlet zavart kelt. Ezt úgy is lehet írni, mint: AlH ₃ O. Ezért két kationt tartalmaz: Al ³⁺ és H ₃ O ⁺, sértve az ion semlegesség megőrzését. Kell, hogy legyen negatív töltés, amely ellensúlyozza ezt a négy pozitív töltést.

Ezen érvelés alapján az AlOH ₃ vegyület nem létezhet. És mi van az Al (OH) _3-val ? Ez még mindig a háromértékű Al ³⁺ kation, de most már nem egy jól ismert anion: hidroxil, OH ^-. Három OH-nak kell lennie ^- az Al ³⁺ pozitív töltésének semlegesítésére, és ezért az arány 1: 3 (1 Al ³⁺: 3 OH ^-).

4. gyakorlat

Milyen ionokat tartalmaz a következő vegyület? K ₂ Ti (CN) ₄

Az Al (OH) ₃ példájából tudjuk, hogy a zárójelben belül van egy poliaatomikus anion; ebben az esetben cianid, CN ^-. Hasonlóképpen, a kálium egy K ⁺ monatomikus kation, és ha kettő lenne a képletben, akkor két pozitív töltést adnának. Hiányoznánk két másik pozitív töltést, amelyek csak titánból, a Ti ²⁺ -ból származhatnak.

Ezért, K ₂ Ti (CN) ₄ a következő ionok: K ⁺, Ti ²⁺ és CN ^-, egy 2: 1 arányban: 4 (2 K ⁺: 1 Ti ²⁺: 4 CN ^-).

Irodalom

1. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
2. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Szerves kémia. Aminok. (10 ^th kiadás.). Wiley Plus.
3. Wikipedia. (2020). Poliatómion. Helyreállítva: en.wikipedia.org
4. Washingtoni Egyetem. (2001). Táblázatok közös polyatomic ionokról. Helyreállítva: chemistry.wustl.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. január 12.). Poliatómion: Meghatározás és példák. Helyreállítva: gondolat.com
6. Khan Akadémia. (2020). Poliatómionok. Helyreállítva: es.khanacademy.org