Kas yra poliaatominis jonas?

Poliaatominiai jonai yra kovalentiškai sujungtos atomų grupės, turinčios teigiamą arba neigiamą krūvį, kurį sukelia joninio ryšio susidarymas su kitu jonu. Junginiai, susidarantys iš tokių jonų derinių, vadinami poliaatominiais joniniais junginiais, tačiau poliaatominis jonas elgiasi kaip vienas vienetas.

Poliaatominiai jonai ir joniniai junginiai, kaip ir monatominiai metaliniai jonai, dalyvauja tokiose cheminėse reakcijose kaip rūgšties-šarmo, nusodinimas ir poslinkis. Jie ištirpsta vandenyje, praleidžia elektrą ir tirpsta, kaip ir kiti jonai. Nors jie elgiasi išoriškai kaip monatominiai jonai, jų vidinė struktūra yra sudėtingesnė, nes poliaatominiame jone yra du ar daugiau atomų.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Poliaatominis jonas turi du ar daugiau kovalentiškai sujungtų atomų, kurie veikia kaip vienas jonas. Poliaatominis jonas formuoja jonines jungtis su kitais jonais ir išoriškai veikia kaip vienetas, kaip ir monatominiai jonai. Gauti poliaatominiai joniniai junginiai gali dalyvauti įvairiose cheminėse reakcijose, tirpstant ir disocijuojant vandenyje. Nors išoriškai elgiasi kaip vienas vienetas, vidinė poliaatominio jono struktūra yra sudėtingesnė, nes du ar daugiau atomų formuoja vidinius kovalentinius ryšius.

Daugelis įprastų chemikalų yra poliaatominiai junginiai ir juose yra daugatomių jonų. Pavyzdžiui, sieros rūgštis, kurios cheminė formulė H₂TAIP₄, yra vandenilio jonų ir poliaatominio sulfato anijono SO₄^-2. Sieros atomo išoriniame apvalkale yra šeši elektronai, jie kovalentiškai dalijasi su deguonies atomais, kurių išoriniuose apvalkaluose taip pat yra šeši elektronai. Keturiems deguonies atomams reiktų turėti aštuonis elektronus, kurie liktų du. Sieros rūgštyje sulfato radikalas sudaro jonines jungtis su vandenilio atomais, kurie kiekvienas paaukoja elektroną, kad taptų vandenilio jonais H⁺. Sulfato radikalas gauna du elektronus, kad taptų SO₄^-2.

Daugumoje poliaatominių jonų yra deguonies ir jie yra neigiamai įkrauti anijonai, nes deguonies atomai traukia elektronus. Amonis yra vienas iš nedaugelio teigiamai įkrautų poliaatominių jonų ar katijonų ir jame nėra deguonies.

Azoto išoriniame apvalkale yra penki elektronai, jame yra vietos aštuoniems. Kai jis dalijasi elektronais kovalentiškai su keturiais vandenilio atomais, iš vandenilio yra keturi elektronai arba vienas daugiau, nei reikia. Kai amonis užmezga joninį ryšį su hidroksido OH radikalu, papildomas elektronas perduodamas iki galo išorinis OH deguonies atomo apvalkalas, kuriam reikalingi du elektronai, bet iš OH vandenilio yra tik vienas atomas. Elektronas iš NH₄ radikalas perkeliamas į OH radikalą, sukuriantį OH^- jonų ir NH₄⁺ jonų.

Kaip ir bet kuri rūgštis ir bazė, poliaatominės joninės rūgštys ir bazės neutralizacijos reakcijos metu susidaro vanduo ir druska. Pavyzdžiui, du aukščiau nurodyti poliaatominiai junginiai - sieros rūgštis ir amonio hidroksidas - sureaguos ir susidarys vanduo ir amonio sulfatas. Poliaatominiai jonai išlieka kartu, kiekvienas palaiko savo kovalentinius ryšius, o vandenilio ir hidroksido jonai susijungia ir sudaro vandenį.

Cheminė reakcija vyksta taip:

2NH₄OH + H₂TAIP₄ = (NH₄)₂TAIP₄ + 2H₂O

Vandenyje esantis amonio hidroksidas disocijuoja į amonio ir hidroksido jonus. Sieros rūgštis disocijuoja į vandenilio ir sulfato jonus. Tirpale vandenilio ir hidroksido jonai susijungia ir sudaro vandenį, o amonio ir sulfato jonai lieka tirpale. Jei vanduo pašalinamas, amonio sulfatas iš tirpalo kristalizuojasi kaip naujas poliaatominis joninis junginys.