Co je to polyatomový ion?

Polyatomové ionty jsou kovalentně vázané skupiny atomů s kladným nebo záporným nábojem způsobené tvorbou iontové vazby s jiným iontem. Sloučeniny vytvořené z těchto iontových kombinací se nazývají polyatomové iontové sloučeniny, ale polyatomový iont se chová jako jedna jednotka.

Polyatomické ionty a iontové sloučeniny se účastní chemických reakcí, jako je acidobazická reakce, srážení a vytěsňování, stejně jako monatomické kovové ionty. Rozpouštějí se ve vodě, vedou elektřinu a disociují se v roztoku stejně jako jiné ionty. I když se chovají navenek jako monatomické ionty, jejich vnitřní struktura je komplikovanější kvůli přítomnosti dvou nebo více atomů v polyatomovém iontu.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Polyatomový iont má dva nebo více kovalentně vázaných atomů, které fungují jako jediný iont. Polyatomický iont vytváří iontové vazby s jinými ionty a působí externě jako jednotka, stejně jako monatomické ionty. Výsledné polyatomové iontové sloučeniny se mohou účastnit různých typů chemických reakcí, rozpouštějí se a disociují ve vodě. Zatímco se chová jako jedna jednotka navenek, vnitřní struktura polyatomového iontu je komplikovanější, protože dva nebo více atomů tvoří vnitřní kovalentní vazby.

Mnoho běžných chemikálií jsou polyatomové sloučeniny a obsahují polyatomové ionty. Například kyselina sírová s chemickým vzorcem H₂TAK₄, obsahuje vodíkové ionty a polyatomový síranový anion SO₄^-2. Atom síry má ve svém vnějším obalu šest elektronů a kovalentně je sdílí s atomy kyslíku, které mají také šest elektronů ve svých vnějších skořápkách. Čtyři atomy kyslíku by musely mít mezi sebou sdílených osm elektronů, takže by měl deficit dva. V kyselině sírové tvoří síranový radikál iontové vazby s atomy vodíku, z nichž každý daruje elektron, aby se stal vodíkovými ionty, H⁺. Síranový radikál přijímá dva elektrony, aby se z nich stal SO₄^-2.

Většina polyatomových iontů obsahuje kyslík a jsou to záporně nabité anionty, protože atomy kyslíku přitahují elektrony. Amonium je jedním z mála pozitivně nabitých polyatomových iontů nebo kationtů a neobsahuje kyslík.

Dusík má ve své nejvzdálenější skořápce pět elektronů a místo pro osm. Když sdílí elektrony kovalentně se čtyřmi atomy vodíku, jsou k dispozici čtyři elektrony z vodíku nebo o jeden více, než je potřeba. Když amonium vytvoří iontovou vazbu s hydroxidovým radikálem OH, extra elektron se přenese do úplného stavu nejvzdálenější obal atomu kyslíku OH, který potřebuje dva elektrony, ale má pouze jeden z OH vodíku atom. Elektron z NH₄ radikál se přenáší na radikál OH a vytváří OH^- iont a NH₄⁺ ion.

Jako každá kyselina a báze, polyatomové iontové kyseliny a zásady reagují za vzniku vody a soli při neutralizační reakci. Například dvě výše uvedené polyatomové sloučeniny, kyselina sírová a hydroxid amonný, budou reagovat za vzniku vody a síranu amonného. Polyatomické ionty zůstávají pohromadě, každý si udržuje své kovalentní vazby, zatímco ionty vodíku a hydroxidu se spojí a vytvoří vodu.

Chemická reakce probíhá následovně:

2NH₄OH + H₂TAK₄ = (NH₄)₂TAK₄ + 2 hodiny₂Ó

Hydroxid amonný ve vodě disociuje na amonné a hydroxidové ionty. Kyselina sírová se disociuje na vodíkové a síranové ionty. V roztoku se vodíkové a hydroxidové ionty spojí a vytvoří vodu, zatímco amonné a síranové ionty zůstanou v roztoku. Pokud je voda odstraněna, síran amonný vykrystaluje z roztoku jako nová polyatomová iontová sloučenina.