Was ist ein mehratomiges Ion?

Mehratomige Ionen sind kovalent gebundene Atomgruppen mit einer positiven oder negativen Ladung, die durch die Bildung einer ionischen Bindung mit einem anderen Ion verursacht wird. Verbindungen, die aus solchen Ionenkombinationen gebildet werden, werden mehratomige ionische Verbindungen genannt, aber das mehratomige Ion verhält sich wie eine einzelne Einheit.

Mehratomige Ionen und ionische Verbindungen nehmen ebenso wie einatomige Metallionen an chemischen Reaktionen wie Säure-Base, Fällung und Verdrängung teil. Sie lösen sich in Wasser auf, leiten Strom und dissoziieren in Lösung wie andere Ionen. Während sie sich äußerlich wie einatomige Ionen verhalten, ist ihre innere Struktur aufgrund des Vorhandenseins von zwei oder mehr Atomen im mehratomigen Ion komplizierter.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Ein mehratomiges Ion hat zwei oder mehr kovalent gebundene Atome, die als einzelnes Ion wirken. Das mehratomige Ion geht mit anderen Ionen ionische Bindungen ein und wirkt nach außen als Einheit, genau wie einatomige Ionen. Die resultierenden mehratomigen ionischen Verbindungen können an den verschiedenen Arten von chemischen Reaktionen teilnehmen, indem sie sich in Wasser auflösen und dissoziieren. Obwohl es sich nach außen wie eine einzelne Einheit verhält, ist die interne Struktur eines mehratomigen Ions komplizierter, da zwei oder mehr Atome interne kovalente Bindungen bilden.

Viele übliche Chemikalien sind mehratomige Verbindungen und enthalten mehratomige Ionen. Zum Beispiel Schwefelsäure mit der chemischen Formel H₂SO₄, enthält Wasserstoffionen und das mehratomige Sulfatanion SO₄^-2. Das Schwefelatom hat sechs Elektronen in seiner äußeren Hülle und teilt diese kovalent mit den Sauerstoffatomen, die ebenfalls sechs Elektronen in ihrer äußeren Hülle haben. Die vier Sauerstoffatome müssten sich acht Elektronen teilen, sodass ein Defizit von zwei verbleibt. In Schwefelsäure bildet das Sulfatradikal ionische Bindungen mit den Wasserstoffatomen, die jeweils ein Elektron abgeben, um zu Wasserstoffionen, H⁺. Das Sulfatradikal erhält die beiden Elektronen, um SO. zu werden₄^-2.

Die meisten mehratomigen Ionen enthalten Sauerstoff und sind negativ geladene Anionen, da die Sauerstoffatome Elektronen anziehen. Ammonium ist eines der wenigen positiv geladenen mehratomigen Ionen oder Kationen und enthält keinen Sauerstoff.

Stickstoff hat in seiner äußersten Schale fünf Elektronen und bietet Platz für acht. Wenn es Elektronen kovalent mit vier Wasserstoffatomen teilt, sind vier Elektronen aus dem Wasserstoff verfügbar oder eines mehr als benötigt wird. Wenn Ammonium mit einem Hydroxid-OH-Radikal eine ionische Bindung eingeht, wird das zusätzliche Elektron vollständig übertragen die äußerste Schale des OH-Sauerstoffatoms, die zwei Elektronen benötigt, aber nur eines vom OH-Wasserstoff hat Atom. Das Elektron aus dem NH₄ Radikal wird auf das OH-Radikal übertragen, wodurch ein OH. entsteht^- -Ionen und ein NH₄⁺ Ion.

Wie jede Säure und Base reagieren mehratomige ionische Säuren und Basen in einer Neutralisationsreaktion zu Wasser und einem Salz. Beispielsweise reagieren die beiden oben genannten mehratomigen Verbindungen, Schwefelsäure und Ammoniumhydroxid, unter Bildung von Wasser und Ammoniumsulfat. Die mehratomigen Ionen bleiben zusammen und behalten jeweils ihre kovalenten Bindungen bei, während sich die Wasserstoff- und Hydroxidionen zu Wasser verbinden.

Die chemische Reaktion läuft wie folgt ab:

2NH₄OH + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄ +2H₂Ö

Das Ammoniumhydroxid in Wasser dissoziiert in Ammonium- und Hydroxidionen. Die Schwefelsäure zerfällt in Wasserstoff- und Sulfationen. In Lösung verbinden sich die Wasserstoff- und Hydroxidionen zu Wasser, während die Ammonium- und Sulfationen in Lösung bleiben. Wird das Wasser entfernt, kristallisiert Ammoniumsulfat als neue mehratomige ionische Verbindung aus der Lösung.