ما هي المواد التي تحتوي على أيونات متعددة الذرات؟

الأيون ذرة لها شحنة موجبة أو سالبة بسبب اختلاف عدد البروتونات والإلكترونات. أيون متعدد الذرات ، إذن ، هو جزيء مشحون يتكون من ذرتين على الأقل مرتبطة تساهميًا. تعرض غالبية الأيونات متعددة الذرات شحنة سالبة ، حيث تحتوي على إلكترونات إضافية تستخدمها لتكوين روابط أيونية مع جزيئات أخرى. هناك عدد كبير من المركبات الأيونية التي تتكون من ارتباط أيون متعدد الذرات ومعدن ؛ ومع ذلك ، هناك العديد من المركبات الأكثر شيوعًا التي تقدم أمثلة ممتازة لأنواع المركبات التي تحتوي على أيونات متعددة الذرات.

هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) هو مركب أيوني شائع جدًا يتكون من أيون الصوديوم وأيون هيدروكسيد متعدد الذرات. يتكون أيون الهيدروكسيد من جزيء هيدروجين مرتبط تساهميًا بجزيء أكسجين مما ينتج عنه إجمالي ناقص شحنة واحدة بسبب إلكترون إضافي. وبالتالي ، فإن هذا الأيون متعدد الذرات سوف يتبرع بسهولة بالإلكترون الإضافي إلى ذرة أخرى. أيون الصوديوم نفسه له شحنة موجبة ويحتاج إلى إلكترون إضافي. لذلك ، يتم تكوين رابطة أيونية بين أيون متعدد الذرات وأيون الصوديوم حيث يتم التبرع بالإلكترون إلى ذرة الصوديوم مما يعطي مركب هيدروكسيد الصوديوم شحنة محايدة إجمالية.

تعتبر كربونات الكالسيوم (CaCO3) مكونًا شائعًا لعدة أنواع من الصخور وهي أيضًا المكون الأساسي في قشر البيض. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه كمكمل غذائي لأولئك الأفراد الذين لا يحصلون على ما يكفي من الكالسيوم يوميًا. يتكون من أيون الكالسيوم مع شحنتين زائدتين مرتبطتين بأيون كربونات يتكون من ذرة كربون مركزية مرتبطة تساهميًا بثلاث ذرات أكسجين. أيون الكربونات هو أيون متعدد الذرات يحتوي على إلكترونين إضافيين مما يمنحه إجماليًا ناقص شحنتين. وبالتالي ، يتم التبرع بهذه الإلكترونات إلى ذرة الكالسيوم لتشكيل رابطة أيونية بين النوعين الكيميائيين.

هناك العديد من الأحماض التي تحتوي على أيونات متعددة الذرات منها: حمض الفوسفوريك (H3PO4) وحمض النيتريك (HNO3) وحمض الكبريتيك (H2SO4). تتكون هذه المركبات من أيون متعدد الذرات مرتبط بجزيئات الهيدروجين. في المحلول ، ينفصل هذان النوعان عن الأنواع الخاصة بهما مما ينتج عنه أيونات الهيدروجين الحرة. يحدد تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول الرقم الهيدروجيني ، حيث أن الحمض القوي يحتوي على تركيز عالي لأيون الهيدروجين وقيمة pH منخفضة.

كانت الأيونات متعددة الذرات التي تم تحديدها سابقًا عبارة عن أنيونات ، مما يعني أن لها شحنة سالبة إجمالية. ومع ذلك ، هناك بعض الأمثلة على الأيونات متعددة الذرات ذات الشحنات الموجبة الكلية ، تسمى "الكاتيونات" ، والتي يمكن أن تشكل مركبات مع أيونات أخرى متعددة الذرات. ربما يتكون أيون متعدد الذرات موجب الشحنة الأكثر شيوعًا من جزيء نيتروجين مرتبط تساهميًا بأربعة جزيئات هيدروجين ، مما يمنح الأنواع شحنة شاملة زائد واحدة. يسمى هذا الأيون متعدد الذرات "الأمونيوم" ويتحد بسهولة مع أيون النترات متعدد الذرات مكونًا نترات الأمونيوم (NH4NO3).