Hva er en polyatomisk ion?

Polyatomiske ioner er kovalent bundet grupper av atomer med en positiv eller negativ ladning forårsaket av dannelsen av en ionebinding med et annet ion. Forbindelser dannet fra slike ionekombinasjoner kalles polyatomiske ioniske forbindelser, men det polyatomiske ionet oppfører seg som en enkelt enhet.

Polyatomiske ioner og ioniske forbindelser deltar i kjemiske reaksjoner som syre-base, utfelling og fortrengning akkurat som monatomiske metallioner. De oppløses i vann, leder strøm og dissosierer seg i løsning akkurat som andre ioner. Mens de oppfører seg eksternt som monatomiske ioner, er deres indre struktur mer komplisert på grunn av tilstedeværelsen av to eller flere atomer i det polyatomiske ionet.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Et polyatomisk ion har to eller flere kovalent bundet atomer som fungerer som et enkelt ion. Det polyatomiske ionet danner ionebindinger med andre ioner og fungerer eksternt som en enhet, akkurat som monatomiske ioner. De resulterende polyatomiske ioniske forbindelsene kan ta del i de forskjellige typer kjemiske reaksjoner, oppløse og dissosiere i vann. Mens den oppfører seg som en enkelt enhet eksternt, er den indre strukturen til et polyatomisk ion mer komplisert fordi to eller flere atomer danner indre kovalente bindinger.

Mange vanlige kjemikalier er polyatomiske forbindelser og inneholder polyatomiske ioner. For eksempel svovelsyre, med den kjemiske formelen H₂SÅ₄, inneholder hydrogenioner og den polyatomiske sulfatanionen SO₄^-2. Svovelatomet har seks elektroner i det ytre skallet og deler dem kovalent med oksygenatomene som også har seks elektroner i de ytre skallene. De fire oksygenatomene må ha åtte elektroner delt mellom seg, og etterlate et underskudd på to. I svovelsyre danner sulfatradikalen ionebindinger med hydrogenatomene som donerer et elektron for å bli hydrogenioner, H⁺. Sulfatradikalen mottar de to elektronene for å bli SO₄^-2.

De fleste polyatomiske ioner inneholder oksygen og er negativt ladede anioner fordi oksygenatomene tiltrekker seg elektroner. Ammonium er en av de få positivt ladede polyatomiske ioner eller kationer og inneholder ikke oksygen.

Nitrogen har fem elektroner i det ytterste skallet, og det har plass til åtte. Når den deler elektroner kovalent med fire hydrogenatomer, er fire elektroner tilgjengelige fra hydrogenet eller en mer enn nødvendig. Når ammonium danner en ionebinding med et hydroksyd-OH-radikal, overføres det ekstra elektronet for å fullføres det ytterste skallet av OH-oksygenatomet, som trenger to elektroner, men som bare har en fra OH-hydrogenet atom. Elektronet fra NH₄ radikal overføres til OH-radikal som skaper en OH^- ion og en NH₄⁺ ion.

Som enhver syre og base reagerer polyatomiske ioniske syrer og baser for å danne vann og et salt i en nøytraliseringsreaksjon. For eksempel vil de to polyatomiske forbindelsene ovenfor, svovelsyre og ammoniumhydroksid, reagere for å danne vann og ammoniumsulfat. De polyatomiske ionene holder seg sammen, og hver opprettholder sine kovalente bindinger, mens hydrogen- og hydroksidionene kombineres for å danne vann.

Den kjemiske reaksjonen skjer som følger:

2NH₄OH + H₂SÅ₄ = (NH₄)₂SÅ₄ + 2H₂O

Ammoniumhydroksydet i vann dissosieres i ammonium- og hydroksidioner. Svovelsyren dissosieres i hydrogen- og sulfationer. I oppløsningen kombineres hydrogen- og hydroksidionene for å danne vann mens ammonium- og sulfationene holder seg i oppløsning. Hvis vannet fjernes, krystalliserer ammoniumsulfat ut av løsningen som en ny polyatomisk ionisk forbindelse.