Jon wieloatomowy

Mapa potencjału elektrostatycznego jonu azotanowego ( N O - 3 ). Obszary zabarwione na półprzezroczysty kolor czerwony, wokół zewnętrznych czerwonych atomów tlenu, oznaczają obszary o najbardziej ujemnym potencjale elektrostatycznym.

Jon wieloatomowy (znany również jako jon molekularny ) to kowalencyjnie związany zestaw dwóch lub więcej atomów lub kompleksu metalu , który można uznać za zachowujący się jak pojedynczą jednostkę i którego ładunek wypadkowy jest różny od zera. Termin cząsteczka może, ale nie musi, być używany w odniesieniu do jonu wieloatomowego, w zależności od zastosowanej definicji. Przedrostek poli- ma w języku greckim znaczenie „wiele”, ale nawet jony dwóch atomów są powszechnie opisywane jako wieloatomowe.

W starszej literaturze jon wieloatomowy można zamiast tego określić jako rodnik (lub rzadziej jako grupę rodnikową ). We współczesnym użyciu termin rodnik odnosi się do różnych wolnych rodników , które mają niesparowany elektron i nie muszą być naładowane.

Prostym przykładem jonu wieloatomowego jest jon wodorotlenkowy , który składa się z jednego atomu tlenu i jednego atomu wodoru, mających łącznie ładunek wypadkowy -1 ; jego wzór chemiczny to O H ^- . Natomiast amonowy składa się z jednego atomu azotu i czterech atomów wodoru i ma ładunek +1; jego NH + wzór 4 chemiczny to .

Jony wieloatomowe są często przydatne w kontekście chemii kwasowo-zasadowej oraz przy tworzeniu soli .

Często jon wieloatomowy można uznać za sprzężony kwas lub zasadę obojętnej cząsteczki . Na przykład, sprzężoną zasadą kwasu siarkowego (H ₂ SO ₄ ) jest wieloatomowy anion wodorosiarczanowy ( HSO - 4 ). Usunięcie kolejnego jonu wodorowego powoduje powstanie anionu siarczanowego ( SO 2- 4 ).

Nazewnictwo anionów wieloatomowych

Istnieją dwie „reguły”, które można zastosować do nauki nomenklatury anionów wieloatomowych. Po pierwsze, gdy do nazwy dodawany jest przedrostek bi, do wzoru jonu dodaje się wodór i jego ładunek zwiększa się o 1, przy czym ten ostatni jest konsekwencją ładunku +1 jonu wodorowego . Alternatywą dla dwuprzedrostka jest użycie w jego miejsce słowa wodór: anion pochodzący od H ⁺ + CO 2- 3 , HCO - 3 można nazwać wodorowęglanem lub wodorowęglanem.

Większość powszechnych anionów wieloatomowych to oksyaniony , sprzężone zasady kwasów tlenowych (kwasy pochodzące z tlenków pierwiastków niemetalicznych ) . H ₂ SO _Na przykład anion siarczanowy O SO 2-4 4 pochodzi od H ₂ , który można uznać za SO ₃ + .

Druga zasada opiera się na stopniu utlenienia centralnego atomu jonu, który w praktyce często (choć nie zawsze) jest bezpośrednio powiązany z liczbą atomów tlenu w jonie, zgodnie ze wzorem pokazanym poniżej. Poniższa tabela przedstawia oksyanionów chloru :

Stan utlenienia	−1	+1	+3	+5	+7
Imię Anionu	chlorek	podchloryn	chloryn	chloran	nadchloran
Formuła	Cl- _	ClO- _	ClO - 2	ClO - 3	ClO - 4
Struktura

W miarę wzrostu liczby atomów tlenu związanych z chlorem stopień utlenienia chloru staje się coraz bardziej dodatni. Prowadzi to do następującego wspólnego wzorca: po pierwsze, -ate jest uważany za nazwę podstawową; dodanie per- dodaje tlen, zmiana przyrostka -ate na -ite zmniejszy liczbę atomów tlenu o jeden, a zachowanie przyrostka -ite i dodanie przedrostka hipo- zmniejsza liczbę atomów tlenu o jeden więcej, a wszystko to bez zmiany ładunku. Wzorzec nazewnictwa jest zgodny z wieloma różnymi seriami oksyanionów w oparciu o standardowy pierwiastek dla tej konkretnej serii. -ite ma o jeden mniej tlenu niż -ate , ale różne aniony -ate mogą mieć różną liczbę atomów tlenu.

Zasady te nie działają w przypadku wszystkich anionów wieloatomowych, ale mają zastosowanie do kilku z bardziej powszechnych. Poniższa tabela pokazuje, jak te przedrostki są używane w przypadku niektórych z tych powszechnych grup anionów.

bromek	podbromin	brom	bromować	nadbromian
Br- _	BrO- _	BrO - 2	BrO - 3	BrO - 4
jodek	hipojodyt	jodyt	jodan	nadjodan
ja -	IO- _	IO - 2	IO - 3	IO - 4 lub IO 5 - 6
siarczek	podsiarczyn	siarczyn	siarczan	nadsiarczan
S 2-	S 2 O 2- 2	SO 2-3 _	SO 2-4 _	SO 2-5 _
selenek	hiposelenit	selenit	selenian
Patrz 2−	Se2O2-2 _ _ _ _	SeO 2-3 _	SeO2-4 _ _
tellurek	hipoteluryt	telluryt	tellurat
Te 2−	TeO2-2 _ _	TeO 2-3 _	TeO2-4 _ _
azotek	hipoazotyn	azotyn	azotan
N 3-	N 2 O 2- 2	NIE - 2	NIE - 3
fosforek	podfosforyn	fosforyn	fosforan	perfosforan
P 3−	H2PO - 2 _ _	PO 3-3 _	PO 3-4 _	PO 3-5 _
arsenek	hipoarsenit	arsenin	arsenian
Jako 3−	AsO 3-2 _	AsO 3-3 _	AsO 3-4 _

Inne przykłady typowych jonów wieloatomowych

W poniższych tabelach podano dodatkowe przykłady powszechnie spotykanych jonów wieloatomowych. Podano tylko kilku przedstawicieli, gdyż liczba jonów wieloatomowych spotykanych w praktyce jest bardzo duża.

Aniony

Tetrahydroksyboran	B(OH) - 4
Acetylid	C 2- 2
Etoksyd lub etanolan	C2H5O- _ _ _ _ _
Octan lub etanian	CH 3 COO - lub C 2 H 3 O - 2
Benzoesan	C 6 H 5 COO - lub C 7 H 5 O - 2
Cytrynian	C 6 H 5 O 3- 7
mrówczan	HCOO- _
Węglan	CO 2-3 _
Szczawian	C 2 O 2- 4
Cyjanek	CN- _
Chromian	CrO2-4 _ _
Dwuchromian	Cr2O2-7 _ _ _ _
Wodorowęglan lub wodorowęglan	HCO - 3
Wodorofosforan	HPO2-4 _ _
Diwodorofosforan	H2PO - 4 _ _
Wodorosiarczan lub wodorosiarczan	HSO - 4
Manganian	MnO 2-4 _
Nadmanganian	MnO - 4
Cynk	ZnO 2- 2
Glinian	AlO - 2
Wolframian	WO 2-4 _
Azanid lub amid	NH - 2
Nadtlenek	O 2- 2
Nadtlenek	O - 2
Wodorotlenek	O- _
Wodorosiarczek	SH- _
Cyjanian	OCN- _
Tiocyjanian	SCN- _
Krzemian	SiO2-4 _ _
Tiosiarczan	S 2 O 2- 3
Azydek	N - 3
Tetraperoksochromian	Cr( 3-4 O 2 )
Pirofosforan	P 2 O 4- 7

Kationy

Jony oniowe		Jony karbenu		Inni
Guanidyna	C( NH2 ) + 3	Tropylium	C7H + 7 _ _	Rtęć (I)	Hg 2+ 2
Amon	NH + 4	Trifenylokarben	( C6H5 ) 3C + _ _ _	Diwodór	H + 2
Fosfon	PH + 4	Cyklopropen	C3H + 3 _ _
Hydronium	H3O + _ _	Trifluorometyl	CF + 3
Fluoron	H2F + _ _
Piryl	C5H5O + _ _ _ _
Sulfonium	H3S + _ _

Zobacz też

• Jon jednoatomowy

Linki zewnętrzne

• General Chemistry Online: Uwagi towarzyszące: Związki: Jony wieloatomowe
• Lista jonów wieloatomowych
• Tabele typowych jonów wieloatomowych , w tym pliki PDB