Mis on polüatoomiline ioon?

Polüatomilised ioonid on kovalentselt seotud aatomirühmad, millel on positiivse või negatiivse laenguga ioonsideme moodustumine teise iooniga. Sellistest ioonikombinatsioonidest moodustunud ühendeid nimetatakse polüatoomilisteks ioonühenditeks, kuid polüatoomiline ioon käitub ühe üksusena.

Polüatoomilised ioonid ja ioonsed ühendid osalevad keemilistes reaktsioonides nagu happe-alus, sadestumine ja nihkumine nagu monatomilised metallioonid. Nad lahustuvad vees, juhivad elektrit ja dissotsieeruvad lahuses nagu teised ioonid. Kuigi nad käituvad väliselt nagu monatoomsed ioonid, on nende sisemine struktuur keerukam kahe või enama aatomi olemasolu tõttu polüatoomilises ioonis.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Polüatoomilisel ioonil on kaks või enam kovalentselt seotud aatomit, mis toimivad ühe ioonina. Polüatoomiline ioon moodustab ioonisidemeid teiste ioonidega ja toimib väliselt ühikuna, täpselt nagu monatomilised ioonid. Saadud polüatoomsed ioonühendid võivad osaleda erinevat tüüpi keemilistes reaktsioonides, lahustuda ja dissotsieeruda vees. Käitudes väliselt ühe üksusena, on polüatoomse iooni sisemine struktuur keerulisem, kuna kaks või enam aatomit moodustavad sisemisi kovalentseid sidemeid.

Paljud levinud kemikaalid on polüatoomsed ühendid ja sisaldavad polüatoomseid ioone. Näiteks väävelhape keemilise valemiga H₂NII₄sisaldab vesinikioone ja polüatoomset sulfaataniooni SO₄^-2. Väävliaatomi väliskestas on kuus elektroni ja see jagab neid kovalentselt hapniku aatomitega, mille väliskestades on samuti kuus elektroni. Neljal hapniku aatomil peaks olema omavahel jagatud kaheksa elektroni, jättes kahe defitsiidi. Väävelhappes moodustab sulfaatradikaal ioonsidemeid vesiniku aatomitega, mis loovutavad kumbki elektroni vesinikioonideks H⁺. Sulfaatradikaal võtab kaks elektroni SO-ks saamiseks₄^-2.

Enamik polüatoomseid ioone sisaldab hapnikku ja on negatiivselt laetud anioonid, kuna hapniku aatomid meelitavad elektrone. Ammoonium on üks väheseid positiivselt laetud polüatoomilisi ioone või katioone ega sisalda hapnikku.

Lämmastiku välimises kestas on viis elektroni ja ruumi on kaheksale. Kui see jagab elektrone kovalentselt nelja vesiniku aatomiga, on vesinikust saadaval neli elektroni või üks rohkem kui vaja. Kui ammoonium moodustab hüdroksiid-OH-radikaaliga ioonilise sideme, viiakse ekstra elektron täielikku OH-hapniku aatomi välimine kest, mis vajab kahte elektroni, kuid millel on ainult üks vesiniku OH-st aatom. NH elektroon₄ radikaal kantakse OH radikaali^- ioon ja NH₄⁺ ioon.

Nagu iga hape ja alus, reageerivad polüatomaalsed ioonhapped ja alused neutraliseerimisreaktsioonis vee ja soola moodustamiseks. Näiteks reageerivad kaks ülaltoodud polüatoomilist ühendit, väävelhape ja ammooniumhüdroksiid, moodustades vee ja ammooniumsulfaadi. Polüatoomilised ioonid püsivad koos, kumbki säilitades oma kovalentsed sidemed, samal ajal kui vesiniku ja hüdroksiidi ioonid moodustavad vee.

Keemiline reaktsioon toimub järgmiselt:

2NH₄OH + H₂NII₄ = (NH₄)₂NII₄ + 2H₂O

Vees sisalduv ammooniumhüdroksiid dissotsieerub ammooniumi ja hüdroksiidi ioonideks. Väävelhape dissotsieerub vesiniku ja sulfaadi ioonideks. Lahuses moodustavad vesiniku ja hüdroksiidi ioonid vee, samal ajal kui ammooniumi ja sulfaadi ioonid jäävad lahusesse. Vee eemaldamisel kristalliseerub ammooniumsulfaat lahusest uue polüatoomse ioonse ühendina.