Wat is een polyatomair ion?

Polyatomaire ionen zijn covalent gebonden groepen atomen met een positieve of negatieve lading veroorzaakt door de vorming van een ionische binding met een ander ion. Verbindingen gevormd uit dergelijke ionencombinaties worden polyatomaire ionische verbindingen genoemd, maar het polyatomaire ion gedraagt ​​zich als een enkele eenheid.

Polyatomaire ionen en ionische verbindingen nemen net als monoatomaire metaalionen deel aan chemische reacties zoals zuur-base, precipitatie en verplaatsing. Ze lossen op in water, geleiden elektriciteit en dissociëren in oplossing net als andere ionen. Hoewel ze zich extern gedragen als monoatomaire ionen, is hun interne structuur gecompliceerder vanwege de aanwezigheid van twee of meer atomen in het polyatomaire ion.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Een polyatomair ion heeft twee of meer covalent gebonden atomen die als een enkel ion werken. Het polyatomaire ion vormt ionische bindingen met andere ionen en fungeert extern als een eenheid, net als monoatomaire ionen. De resulterende polyatomaire ionische verbindingen kunnen deelnemen aan de verschillende soorten chemische reacties, oplossen en dissociëren in water. Hoewel het zich extern als een enkele eenheid gedraagt, is de interne structuur van een polyatomisch ion gecompliceerder omdat twee of meer atomen interne covalente bindingen vormen.

Veel voorkomende chemicaliën zijn polyatomaire verbindingen en bevatten polyatomaire ionen. Bijvoorbeeld zwavelzuur, met de chemische formule H₂ZO₄, bevat waterstofionen en het polyatomaire sulfaatanion SO₄^-2. Het zwavelatoom heeft zes elektronen in de buitenste schil en deelt ze covalent met de zuurstofatomen die ook zes elektronen in hun buitenste schil hebben. De vier zuurstofatomen zouden acht elektronen moeten hebben die onderling worden gedeeld, waardoor er een tekort van twee overblijft. In zwavelzuur vormt het sulfaatradicaal ionische bindingen met de waterstofatomen die elk een elektron doneren om waterstofionen te worden, H⁺. De sulfaatradicaal ontvangt de twee elektronen om SO. te worden₄^-2.

De meeste polyatomaire ionen bevatten zuurstof en zijn negatief geladen anionen omdat de zuurstofatomen elektronen aantrekken. Ammonium is een van de weinige positief geladen polyatomaire ionen of kationen en bevat geen zuurstof.

Stikstof heeft vijf elektronen in de buitenste schil en er is ruimte voor acht. Wanneer het elektronen covalent deelt met vier waterstofatomen, zijn er vier elektronen beschikbaar uit de waterstof of één meer dan nodig is. Wanneer ammonium een ​​ionische binding vormt met een hydroxide-OH-radicaal, wordt het extra elektron overgedragen om te voltooien de buitenste schil van het OH-zuurstofatoom, dat twee elektronen nodig heeft, maar slechts één van het OH-waterstof heeft atoom. Het elektron uit de NH₄ radicaal wordt overgebracht naar het OH-radicaal waardoor een OH. ontstaat^- ion en een NH₄⁺ ion.

Zoals elk zuur en elke base, reageren polyatomaire ionische zuren en basen om water en een zout te vormen in een neutralisatiereactie. De twee bovengenoemde polyatomaire verbindingen, zwavelzuur en ammoniumhydroxide, zullen bijvoorbeeld reageren om water en ammoniumsulfaat te vormen. De polyatomaire ionen blijven bij elkaar en behouden elk hun covalente bindingen, terwijl de waterstof- en hydroxide-ionen samen water vormen.

De chemische reactie verloopt als volgt:

2NH₄OH + H₂ZO₄ = (NH₄)₂ZO₄ +2H₂O

Het ammoniumhydroxide in water dissocieert in ammonium- en hydroxide-ionen. Het zwavelzuur valt uiteen in waterstof- en sulfaationen. In oplossing combineren de waterstof- en hydroxide-ionen om water te vormen, terwijl de ammonium- en sulfaationen in oplossing blijven. Als het water wordt verwijderd, kristalliseert ammoniumsulfaat uit de oplossing als een nieuwe polyatomaire ionische verbinding.