Čo je to polyatómový ión?

Polyatómové ióny sú kovalentne viazané skupiny atómov s pozitívnym alebo negatívnym nábojom spôsobeným tvorbou iónovej väzby s iným iónom. Zlúčeniny vytvorené z takýchto kombinácií iónov sa nazývajú polyatómové iónové zlúčeniny, ale polyatómový ión sa chová ako jedna jednotka.

Polyatómové ióny a iónové zlúčeniny sa zúčastňujú chemických reakcií, ako sú acidobáza, zrážanie a vytesňovanie, rovnako ako monatomické kovové ióny. Rozpúšťajú sa vo vode, vedú elektrinu a disociujú v roztoku rovnako ako iné ióny. Aj keď sa správajú navonok ako monatomické ióny, ich vnútorná štruktúra je komplikovanejšia v dôsledku prítomnosti dvoch alebo viacerých atómov v polyatómovom ióne.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Polyatómový ión má dva alebo viac kovalentne viazaných atómov, ktoré pôsobia ako jeden ión. Polyatómový ión vytvára iónové väzby s inými iónmi a pôsobí navonok ako jednotka, rovnako ako monatomické ióny. Výsledné polyatómové iónové zlúčeniny sa môžu zúčastňovať rôznych druhov chemických reakcií, rozpúšťať sa a disociovať vo vode. Zatiaľ čo sa externe správa ako jedna jednotka, vnútorná štruktúra polyatómového iónu je komplikovanejšia, pretože dva alebo viac atómov vytvára vnútorné kovalentné väzby.

Mnoho bežných chemikálií sú polyatómové zlúčeniny a obsahujú polyatómové ióny. Napríklad kyselina sírová s chemickým vzorcom H₂TAK₄, obsahuje vodíkové ióny a polyatómový síranový anión SO₄^-2. Atóm síry má vo svojom vonkajšom obale šesť elektrónov a kovalentne ich zdieľa s atómami kyslíka, ktoré majú vo svojich vonkajších obaloch tiež šesť elektrónov. Štyri atómy kyslíka by museli mať medzi sebou zdieľaných osem elektrónov, čo by malo deficit dva. V kyseline sírovej vytvára síranový radikál iónové väzby s atómami vodíka, z ktorých každý daruje elektrón, aby sa z nich stali vodíkové ióny, H⁺. Síranový radikál prijíma dva elektróny, aby sa z nich stal SO₄^-2.

Väčšina polyatómových iónov obsahuje kyslík a sú to negatívne nabité anióny, pretože atómy kyslíka priťahujú elektróny. Amoniak je jedným z mála pozitívne nabitých polyatómových iónov alebo katiónov a neobsahuje kyslík.

Dusík má vo svojom najvzdialenejšom obale päť elektrónov a je v ňom miesto pre osem. Keď kovalentne zdieľa elektróny so štyrmi atómami vodíka, sú z vodíka k dispozícii štyri elektróny alebo jeden viac, ako je potrebné. Keď amoniak vytvorí iónovú väzbu s hydroxidovým OH radikálom, prebytočný elektrón sa prenesie do úplnosti najvzdialenejší obal atómu kyslíka OH, ktorý potrebuje dva elektróny, ale iba jeden má z vodíka OH atóm. Elektrón z NH₄ radikál sa prenesie na radikál OH a vytvorí OH^- ión a NH₄⁺ ión.

Ako každá kyselina a zásada, aj polyatómové iónové kyseliny a zásady pri neutralizačnej reakcii reagujú za vzniku vody a soli. Napríklad dve vyššie uvedené polyatómové zlúčeniny, kyselina sírová a hydroxid amónny, budú reagovať za vzniku vody a síranu amónneho. Polyatomické ióny zostávajú pohromade, pričom každý z nich si zachováva svoje kovalentné väzby, zatiaľ čo vodíkové a hydroxidové ióny kombinujú a vytvárajú vodu.

Chemická reakcia prebieha nasledovne:

2NH₄OH + H₂TAK₄ = (NH₄)₂TAK₄ + 2H₂O

Hydroxid amónny vo vode sa disociuje na ióny amónneho a hydroxidu. Kyselina sírová sa disociuje na vodíkové a síranové ióny. V roztoku sa vodíkové a hydroxidové ióny spoja, aby vytvorili vodu, zatiaľ čo amónne a síranové ióny zostanú v roztoku. Ak sa voda odstráni, síran amónny vykryštalizuje z roztoku ako nová polyatómová iónová zlúčenina.