Polyatomiske ioner er kovalent bundne grupper af atomer med en positiv eller negativ ladning forårsaget af dannelsen af en ionbinding med en anden ion. Forbindelser dannet af sådanne ionkombinationer kaldes polyatomiske ioniske forbindelser, men den polyatomiske ion opfører sig som en enkelt enhed.
Polyatomiske ioner og ioniske forbindelser deltager i kemiske reaktioner såsom syre-base, udfældning og forskydning ligesom monatomiske metalioner. De opløses i vand, leder elektricitet og adskiller sig i opløsning ligesom andre ioner. Mens de opfører sig eksternt som monatomiske ioner, er deres indre struktur mere kompliceret på grund af tilstedeværelsen af to eller flere atomer i den polyatomiske ion.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
En polyatomisk ion har to eller flere kovalent bundne atomer, der fungerer som en enkelt ion. Den polyatomiske ion danner ionbindinger med andre ioner og fungerer eksternt som en enhed, ligesom monatomiske ioner. De resulterende polyatomiske ioniske forbindelser kan deltage i de forskellige typer kemiske reaktioner, der opløses og dissocieres i vand. Mens den opfører sig som en enkelt enhed eksternt, er den indre struktur af en polyatomisk ion mere kompliceret, fordi to eller flere atomer danner interne kovalente bindinger.
Polyatomisk ionisk forbindelse svovlsyre
Mange almindelige kemikalier er polyatomiske forbindelser og indeholder polyatomiske ioner. For eksempel svovlsyre med den kemiske formel H2SÅ4indeholder hydrogenioner og den polyatomiske sulfatanion SO4-2. Svovlatomet har seks elektroner i sin ydre skal og deler dem kovalent med iltatomer, der også har seks elektroner i deres ydre skal. De fire iltatomer skal have otte elektroner delt mellem sig og efterlade et underskud på to. I svovlsyre danner sulfatgruppen ionbindinger med hydrogenatomer, der hver donerer en elektron til at blive hydrogenioner, H+. Sulfatradikalet modtager de to elektroner til at blive SO4-2.
Polyatomisk ion NH4 + eller ammonium
De fleste polyatomiske ioner indeholder ilt og er negativt ladede anioner, fordi iltatomer tiltrækker elektroner. Ammonium er en af de få positivt ladede polyatomiske ioner eller kationer og indeholder ikke ilt.
Kvælstof har fem elektroner i sin yderste skal, og det har plads til otte. Når den deler elektroner kovalent med fire brintatomer, er fire elektroner tilgængelige fra brintet eller en mere, end der er behov for. Når ammonium danner en ionbinding med et hydroxid-OH-radikal, overføres den ekstra elektron for at fuldføre den yderste skal af OH-oxygenatomet, som har brug for to elektroner, men kun har en fra OH-brint atom. Elektronen fra NH4 radikal overføres til OH-radikal, hvilket skaber en OH- ion og en NH4+ ion.
Reaktion af to polyatomiske ioniske forbindelser
Som enhver syre og base reagerer polyatomiske ioniske syrer og baser for at danne vand og et salt i en neutraliseringsreaktion. For eksempel vil de to ovenstående polyatomiske forbindelser, svovlsyre og ammoniumhydroxid, reagere til dannelse af vand og ammoniumsulfat. De polyatomiske ioner forbliver sammen, og hver opretholder deres kovalente bindinger, mens hydrogen- og hydroxidionerne kombineres for at danne vand.
Den kemiske reaktion finder sted som følger:
2NH4OH + H2SÅ4 = (NH4)2SÅ4 + 2H2O
Ammoniumhydroxidet i vand adskilles i ammonium- og hydroxidioner. Svovlsyren dissocieres i hydrogen- og sulfationer. I opløsning kombineres hydrogen- og hydroxidionerne til dannelse af vand, mens ammonium- og sulfationerne forbliver i opløsning. Hvis vandet fjernes, krystalliserer ammoniumsulfat ud af opløsningen som en ny polyatomisk ionforbindelse.