Многоатомный ион
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( ноябрь 2021 г. ) |
Многоатомный ион (также известный как молекулярный ион ) представляет собой ковалентно связанный набор из двух или более атомов или металлического комплекса , который можно рассматривать как единое целое и который имеет суммарный заряд , отличный от нуля. [1] Термин «молекула» может использоваться или не использоваться для обозначения многоатомного иона, в зависимости от используемого определения. Приставка поли- в греческом языке означает «много», но даже ионы из двух атомов обычно называют многоатомными. [2]
В старой литературе многоатомный ион вместо этого мог называться радикалом ( или, реже, радикальной группой ). В современном использовании термин «радикал» относится к различным свободным радикалам , которые представляют собой виды , которые имеют неспаренный электрон и не нуждаются в заряде. [ нужна ссылка ] [3]
Простым примером многоатомного иона является гидроксид- ион, который состоит из одного атома кислорода и одного атома водорода, совместно несущих суммарный заряд -1 ; его химическая формула ОЙ − . Напротив, ион аммония состоит из одного атома азота и четырех атомов водорода с зарядом +1; его химическая формула Н Н + 4 .
Многоатомные ионы часто полезны в контексте кислотно-щелочной химии и при образовании солей .
Часто многоатомный ион можно рассматривать как сопряженную кислоту или основание нейтральной молекулы . Например, сопряженным основанием ( серной кислоты H 2 SO 4 ) является многоатомный гидросульфат- анион ( HSO - 4 ). Удаление другого иона водорода приводит к образованию сульфат- аниона ( SO2-4 . )
Номенклатура многоатомных анионов
[ редактировать ]Есть несколько шаблонов, которые можно использовать для изучения номенклатуры многоатомных анионов. Во-первых, когда к имени добавляется приставка bi , к формуле иона добавляется водород, и его заряд увеличивается на 1, причем последнее является следствием заряда +1 иона водорода. Альтернативой би- префиксу является использование вместо него слова «водород»: анион, полученный из ЧАС + . Например, рассмотрим карбонат( CO 2− 3 ) ион.
Его называют бикарбонатом или гидрокарбонатом.Этот процесс называется протонированием .
Большинство распространенных многоатомных анионов представляют собой оксианионы , сопряженные основания оксикислот (кислоты, полученные из оксидов неметаллических элементов ). Например, сульфат- анион, S O 2− 4 получается из H 2 SO 4 , которую можно рассматривать как SO3 + Н 2 О.
Второе правило основано на степени окисления центрального атома иона, которая на практике часто (но не всегда) напрямую связана с количеством атомов кислорода в ионе, следуя схеме, показанной ниже. В следующей таблице показано хлора семейство оксианионов :
| Степень окисления | −1 | +1 | +3 | +5 | +7 |
|---|---|---|---|---|---|
| Название аниона | хлористый | гипохлорит | хлорит | хлорат | перхлорат |
| Формула | кл. − | ClO − | ClO - 2 | ClO - 3 | ClO - 4 |
| Структура |  |  |  |  |  |
По мере увеличения числа атомов кислорода, связанных с хлором, степень окисления хлора становится более положительной. Это приводит к следующей общей закономерности: во-первых, ион -ate считается основным названием; добавление префикса per- добавляет кислород, тогда как замена суффикса -ate на -ite уменьшит количество атомов кислорода на один, а сохранение суффикса -ite и добавление префикса гипо- уменьшает количество атомов кислорода еще на один, и все это без изменения заряжать. Шаблон наименования следует во многих различных сериях оксианионов на основе стандартного корня для этой конкретной серии. В -ите содержится на один кислород меньше, чем в -ате , но разные анионы -ата могут иметь разное количество атомов кислорода.
Эти правила не работают со всеми многоатомными анионами, но они применимы к некоторым из наиболее распространенных. В следующей таблице показано, как эти префиксы используются для некоторых из этих распространенных анионных групп.
| бромид | гипобромит | бромит | бромат | пербромат |
| Бр − | Братан − | Братан − 2 | Братан − 3 | Братан − 4 |
| йода | гипойодит | йодид | йодат | периодат |
| я − | ИО − | ИО − 2 | ИО − 3 | ИО − 4 или ИО 5− 6 |
| сульфид | гипосульфит | сульфит | сульфат | персульфат |
| С 2− | С 22О 2− 2 | ТАК 2− 3 | ТАК 2− 4 | ТАК 2− 5 |
| селенид | гипоселенит | селенит | селенат | |
| Се 2− | Се 22О 2− 2 | Это 2− 3 | Это 2− 4 | |
| теллурид | гипотеллурит | теллурит | теллюрировать | |
| Te2− | ТеО 2− 2 | ТеО 2− 3 | ТеО 2− 4 | |
| нитрид | гипонитрит | нитрит | нитрат | пернитрат |
| Н 3− | Н 22О 2− 2 | НЕТ − 2 | НЕТ − 3 | НЕТ − 4 |
| фосфид | гипофосфит | фосфит | фосфат | перфосфат |
| П 3− | ЧАС 2 ПО − 2 | PO 3− 3 | PO 3− 4 | PO 3− 5 |
| арсенид | гипоарсенит | арсенит | арсенат | |
| Как 3− | День 3− 2 | День 3− 3 | День 3− 4 |
Некоторые оксо-анионы могут димеризоваться с потерей атома кислорода. приставка пиро , поскольку реакция, в результате которой образуются химические вещества такого типа, часто включает нагревание для образования структур такого типа. Используется [4] Приставка пиро также обозначается приставкой ди- . Например, дихромат-ион является димером.
| сульфит | пиросульфит |
| ТАК 2− 3 | С 22О 2− 5 |
| сульфат | пиросульфат |
| ТАК 2− 4 | С 22О 2− 7 |
| фосфит | пирофосфит |
| PO 3− 3 | П 22О 4− 5 |
| фосфат | пирофосфат |
| PO 3− 4 | П 22О 4− 7 |
| арсенат | пироарсенат |
| День 3− 4 | Как 22О 4− 7 |
| хромат | дихромат |
| КрО 2− 4 | Кр 22О 2− 7 |
| карбонат | дикарбонат |
| СО 2− 3 | С 22О 2− 5 |
Другие примеры распространенных многоатомных ионов
[ редактировать ]В следующих таблицах приведены дополнительные примеры часто встречающихся многоатомных ионов. Приведены лишь несколько представителей, поскольку число встречающихся на практике многоатомных ионов очень велико.
| Тетрагидроксиборат | Б(ОН) - 4 |
| Ацетилид | С 2- 2 |
| Этоксид или этанолят | С 2 Н 5 О − |
| Ацетат или этаноат | CH 3 COO − или С 2 Ч 3 О - 2 |
| Бензоат | С 6 Н 5 СОО − или С 7 Ч 5 О - 2 |
| Цитрат | C6H5O3−C6H5O3−7 |
| ФОРМАТЫ | ОХОО − |
| Карбонат | СО 2− 3 |
| оксалат | C2O2−C2O2−4 |
| Цианид | Китай − |
| Хромат | CrO 2− 4 |
| дихромат | Cr2O2−Cr2O2−7 |
| Бикарбонат или гидрокарбонат | ОЗ – 3 |
| Водород фосфорнокислый | ГПО 2− 4 |
| Дигидрофосфат | Ч 2 ПО − 4 |
| Сульфат водорода или бисульфат | ХСО − 4 |
| манганат | MnO 2− 4 |
| Перманганат | МnО − 4 |
| оцинкованный | ZnO 2− 2 |
| Алюминат | АлО - 2 |
| вольфрамат | ВО 2− 4 |
| Азанид или амид | НХ - 2 |
| Перекись | О 2− 2 |
| Супероксид | О - 2 |
| Гидроксид | ОЙ − |
| бисульфид | Ш − |
| Цианат | ОКН − |
| Тиоцианат | СКН − |
| Ортосиликат | SiO 4− 4 |
| Тиосульфат | С 2 О 2- 3 |
| Азид | Н - 3 |
| Тетрапероксохромат | Cr(O 2 ) 3− 4 |
| Ониевые ионы | Ионы карбения | Другие | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Гуанидиний | С( NH2 ) + 3 | Тропилий | С 7 Ч + 7 | Меркурий(Я) | ртуть 2+ 2 |
| Аммоний | НХ + 4 | Трифенилкарбений | (С 6 Н 5 ) 3 С + | Дигидроген | Н + 2 |
| фосфоний | РН + 4 | Циклопений | С3Н H + 3 | ||
| Гидроний | H3H3O + | Трифторметил | КФ + 3 | ||
| Фтороний | Ч 2 Ф + | ||||
| Пирилий | С 5 Н 5 О + | ||||
| Сульфоний | Ч 3 С + | ||||
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Петруччи, Ральф Х.; Херринг, Ф. Джеффри; Мадура, Джеффри Д.; Биссоннетт, Кэри (2017). Общая химия: принципы и современные приложения (Одиннадцатое изд.). Торонто: Пирсон. п. А50. ISBN 978-0-13-293128-1 .
- ^ «Ионные соединения, содержащие многоатомные ионы» . www.chem.purdue.edu . Проверено 16 апреля 2022 г.
- ^ «ИЮПАК – радикал (свободный радикал) (R05066)» . goldbook.iupac.org . Проверено 25 января 2023 г.
- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Интернет-исправленная версия: (2006–) « Пиро ». doi : 10.1351/goldbook.P04959