Τα πολυατομικά ιόντα είναι φορτισμένα είδη που περιέχουν περισσότερα από ένα άτομα που συγκρατούνται μεταξύ τους με ομοιοπολικούς δεσμούς. Τα παραδείγματα πολυατομικών ιόντων που θα καλύψουμε σε αυτό το άρθρο είναι:
- Αμμωνίου
- Οξικό άλας
- Ανθρακικά
- Χρωμικό άλας
- Κυανιούχο
- Υδροξείδιο
- Νιτρικό άλας
- Νιτρώδη
- Οξαλικό
- φωσφορικό άλας
- Θειοκυανικό
Ιόν αμμωνίου
Είναι ένα θετικά φορτισμένο πολυατομικό ιόν με χημικό τύπο NH4+. Εχει ένα τετραεδρική γεωμετρία (sp3 παραγωγή μικτών γενών).Σχηματίζεται από την αντίδραση υδατικής αμμωνίας και οξέων.
NH3 + Η+ → ΝΗ4+
Εάν προσθέσουμε συμπυκνωμένο υδροξείδιο σε ένα υδατικό διάλυμα αμμωνίου, τότε το κόκκινο χαρτί λακκούβας (βρεγμένο) γίνεται μπλε. Αυτό χρησιμοποιείται για την ανίχνευση ιόντων αμμωνίου. Αποτελεί σημαντική πηγή αζώτου για πολλά είδη φυτών. Η δομή lewis του ιόν αμμωνίου δίνεται παρακάτω:
Οξεικό ιόν
Είναι ένα αρνητικά φορτισμένο ιόν με χημικό τύπο CH3ΕΡΩΤΟΛΟΓΏ-. Σχηματίζεται με την απομάκρυνση ενός πρωτονίου από την καρβοξυ ομάδα του οξικού οξέος.
Για την ανίχνευση οξικών ιόντων προσθέτουμε αιθανόλη και συμπ. H2SO4 σε ένα άλας οξικού οξέος και να το θερμάνετε, η παρουσία φρουτώδους μυρωδιάς επιβεβαιώνει την παρουσία του οξικά ιόντα. Χρησιμοποιείται για την επένδυση υφασμάτων σε ρόμπες και σαλόνια. Χρησιμοποιείται επίσης ως πρόδρομος του ακετυλο-CoA για τη σύνθεση των λιπαρών κυττάρων. ο δομή lewis των οξικών ιόντων δίνεται παρακάτω:
Ανθρακικό ιόν
Είναι ένα αρνητικά φορτισμένο ιόν με έναν χημικό τύπο CO32- διατεταγμένα σε τριγωνική επίπεδη γεωμετρία.
Ανθρακικά ιόντα μαλακώνουν το νερό και χρησιμοποιούνται στην παραγωγή χαρτιού και γυαλιού. Όταν προσθέτουμε αραιό θειικό οξύ σε ένα άλας που περιέχει ανθρακικό ιόν, υπάρχει αναβρασμός με την έκλυση διοξειδίου του άνθρακα (ένα άχρωμο και άοσμο αέριο). ο δομές lewis των ανθρακικών ιόντων φαίνονται παρακάτω:
Χρωμικό ιόν
Αυτά είναι τα ανιόντα που υπάρχουν στα χρωμικά άλατα. Ο χημικός τύπος του είναι CrO42- και είναι ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας και έχει έντονο κίτρινο χρώμα.
Έχουν τετραεδρική γεωμετρία. Χρωμικά χρησιμοποιούνται σε μελάνια και βαφές ως χρωστικές, σε επιχρωμίωση (για να απαλλαγούμε από τη διάβρωση), φινίρισμα δέρματος και στεγανοποίηση μετάλλων στη σκουριά. Pb2+, Αγ+ και Ba2+ σχηματίζει ελάχιστα διαλυτό ίζημα με χρωμικά ιόντα. PbCrO4 και BaCrO4 σχηματίζουν κίτρινο ίζημα ενώ ο Αγ2Κρο4 σχηματίζει ένα τούβλο κόκκινο ίζημα. Χρησιμοποιείται για την ανίχνευση χρωμικών ιόντων.
Ιόν κυανιδίου
Είναι ένα ανιόν που περιέχει την ομάδα C≡N (άνθρακας τριπλός δεσμός με το άζωτο) και είναι συζευγμένη βάση υδροκυανίου. Έχει γραμμική γεωμετρία με αρνητικό φορτίο στο άτομο άνθρακα.
Η κύρια χρήση του κυανίου είναι στην εξόρυξη χρυσού και αργύρου. Τα κυανιούχα ιόντα χρησιμοποιούνται επίσης για την παραγωγή ενώσεων που περιέχουν CN (συνήθως νιτρίλια). Προσθέτουμε συζ. H2SO4 σε διάλυμα που περιέχει κυάνιο· Σχηματίζεται υδροκυανικό αέριο και το χρώμα της αντίδρασης αλλάζει από ανοιχτό πράσινο σε μπλε.
Ιόν υδροξειδίου
Είναι ένα ανιόν με χημικό τύπο ΟΗ- προέρχεται από βάση (NaOH, KOH, Ca(OH)2) ή νερό λόγω απώλειας πρωτονίου.
Τα υδροξείδια χρησιμοποιούνται στην κατασκευή χαρτιού, χαρτοπολτού, σαπουνιών και απορρυπαντικών. Εάν προσθέσουμε ένα άλας αμμωνίου σε μια βάση που περιέχει ιόντα υδροξειδίου, θα προκύψει αέρια αμμωνία (η οποία μπορεί να ανιχνευθεί φέρνοντας μια γυάλινη ράβδο βουτηγμένη σε πυκνό HCl, η αέρια αμμωνία θα δώσει στερεούς λευκούς ατμούς).
Νιτρικό ιόν
Είναι ένα ανιόν με χημικό τύπο ΝΟ32- , που σχηματίζεται από την απώλεια πρωτονίου από νιτρικό οξύ.
Τα νιτρικά χρησιμοποιούνται ως οξειδωτικοί παράγοντες, λιπάσματα και εκρηκτικά. Για την ανίχνευση νιτρικών ιόντων, προσθέτουμε πυκνό Η2SO4 σε ένα άλας που περιέχει νιτρικά ιόντα, ψύξτε το και μετά προσθέστε FeSO4 σε αυτό. Ένας σκούρο καφέ δακτύλιος επιβεβαιώνει την παρουσία νιτρικών ιόντων.
Νιτρώδη ιόντα
Τα νιτρώδη είναι ένα ανιόν με χημικό τύπο ΝΟ2- και προέρχεται από νιτρώδες οξύ. Έχει λυγισμένο σχήμα με sp2 παραγωγή μικτών γενών.
Χρησιμοποιούνται για την παρασκευή αζωχρωστικών και άλλων χρωστικών. Όταν αραιωθεί το H2SO4 προστίθεται σε άλας που περιέχει νιτρώδες, καστανοκόκκινες αναθυμιάσεις ΝΟ2 παρατηρούνται αέριο.
Οξαλικό ιόν
Είναι ένα ανιόν ενός δικαρβοξυλικού οξέος με τύπο C2O42- που χρησιμοποιείται ως μεταβολίτης του ανθρώπου και των φυτών.
Χρησιμοποιούνται ως αναγωγικοί παράγοντες (στρόντιο και οξαλικό βάριο), στη φωτογραφία και για την αφαίρεση λεκέδων από μελάνι. Το οξαλικό ανιόν υπάρχει σε επίπεδη γεωμετρία (όπως το οξαλικό κάλιο) και μη επίπεδο σε άλλες περιπτώσεις (όπως το οξαλικό καίσιο). Το ελεύθερο οξαλικό ανιόν έχει ορθογώνιο D2h δομή.
Η προσθήκη συμπυκνωμένου Η2SO4 σε ένα οξαλικό άλας παράγει άχρωμο, άοσμο αέριο (CO2), που μετατρέπει το ασβεστόνερο γαλακτώδες (ανίχνευση οξαλικού ιόντος).
Φωσφορικό ιόν
Είναι ένα ανιόν με χημικό τύπο PO43- και προέρχεται από την απώλεια τριών πρωτονίων από το φωσφορικό οξύ. Έχει τετραεδρική γεωμετρία.
Χρησιμοποιείται σε λιπάσματα. Φωσφορικό άλας Τα ιόντα παρέχουν ενέργεια στα κύτταρα και είναι σημαντικά για σχηματισμό οστών και δοντιών.
Για ανίχνευση φωσφορικών ιόντων προσθέτουμε συμπ. HNO3 και μολυβδαινικό αμμώνιο στο διάλυμα που περιέχει φωσφορικά ιόντα και το θερμαίνουμε. Παρατηρείται ένα κίτρινο καναρίνι ίζημα αμμωνίου-φωσφομολυβδαινικού, το οποίο επιβεβαιώνει την παρουσία φωσφορικών ιόντων.
Θειικό ιόν
Πρόκειται για μια θείο οξοανιόν με χημικό τύπο SO42- και προέρχεται από θειικό οξύ με αποπρωτονίωση και των δύο ομάδων ΟΗ. Έχει τετραεδρική γεωμετρία.
Έχει διάφορες βιομηχανικές χρήσεις. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή γύψου, ως ηλεκτρολύτης σε γαλβανικές κυψέλες και ως απορρυπαντικό σε σκευάσματα σαμπουάν. Ένα υδατικό διάλυμα θειικών ιόντων που περιέχουν άλας (οξινισμένα με οξικό οξύ) αντιδρά με BaCl2 για να σχηματιστεί ένα λευκό ίζημα BaSO4.
Θειώδες ιόν
Αυτό είναι επίσης ένα οξοανιόν θείου αλλά με τον χημικό τύπο SO32- και είναι μια συζευγμένη βάση διθειώδους.
Χρησιμοποιούνται ως συντηρητικά, λευκαντικά και αποχλωριωτικά μέσα. Έχει τριγωνική πυραμιδική γεωμετρία. Όταν ένα διάλυμα που περιέχει θειώδη ιόντα αντιδρά με αραιό Η2SO4Έτσι2 εξελίσσεται αέριο, το οποίο έχει μια μυρωδιά αναμμένου θείου. Αυτό το αέριο μετατρέπει το χαρτί διχρωμικού καλίου (οξινισμένο με αραιό Η2SO4) πράσινο που επιβεβαιώνει την παρουσία ιόντων θειώδους.
Θειοκυανικό ιόν
Είναι ένα ανιόν με χημικό τύπο SCN- όπου το αρνητικό φορτίο μοιράζεται εξίσου το άζωτο και το θείο (αμφιντατικός συνδέτης). Προέρχεται από το θειοκυανικό οξύ.
Χρησιμοποιείται σε λευκαντικά και απολυμαντικά και για την παρασκευή θειοθειικού αργύρου, που αναστέλλει τη διάβρωση του χάλυβα. Είναι ένα σημαντικό φασματοφωτομετρικό αντιδραστήριο. Ένα κόκκινο χρώμα παρατηρείται όταν προστίθεται νιτρικός σίδηρος σε διάλυμα που περιέχει θειοκυανικά ιόντα.
Συμπέρασμα
Συζητήσαμε δεκατρείς σημαντικά παραδείγματα πολυατομικών ιόντων, τις χρήσεις τους, τη μοριακή γεωμετρία, τη δομή lewis και τις ποιοτικές δοκιμές για την ανίχνευσή τους.
Γειά σου…. Είμαι η Nandita Biswas. Έχω ολοκληρώσει το μεταπτυχιακό μου στη Χημεία με ειδίκευση στην οργανική και φυσική χημεία. Επίσης, έχω κάνει δύο εργασίες στη χημεία - Το ένα που ασχολείται με τη χρωματομετρική εκτίμηση και τον προσδιορισμό των ιόντων σε διαλύματα. Άλλοι στο Solvatochromism μελετούν τα φθοροφόρα και τις χρήσεις τους στον τομέα της χημείας παράλληλα με τις ιδιότητες στοίβαξης τους στην εκπομπή. Εργάζομαι ως Επιστημονικός Συνεργάτης Ασκούμενος στο Ιατρικό Τμήμα.
Ας συνδεθούμε μέσω του LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/nandita-biswas-244b4b179