Vad är en polyatomisk jon?

Polyatomiska joner är kovalent bundna grupper av atomer med en positiv eller negativ laddning orsakad av bildandet av en jonbindning med en annan jon. Föreningar bildade från sådana jonkombinationer kallas polyatomiska jonföreningar, men den polyatomiska jonen beter sig som en enda enhet.

Polyatomiska joner och jonföreningar deltar i kemiska reaktioner såsom syrabas, utfällning och förskjutning precis som monatomiska metalljoner. De löses upp i vatten, leder elektricitet och dissocieras i lösning precis som andra joner. Medan de beter sig externt som monatomiska joner är deras inre struktur mer komplicerad på grund av närvaron av två eller flera atomer i den polyatomiska jonen.

TL; DR (för lång; Läste inte)

En polyatomisk jon har två eller flera kovalent bundna atomer som fungerar som en enda jon. Den polyatomiska jonen bildar jonbindningar med andra joner och fungerar externt som en enhet, precis som monatomiska joner. De resulterande polyatomiska jonföreningarna kan delta i de olika typerna av kemiska reaktioner, lösa och dissociera i vatten. Medan de beter sig som en enda enhet externt är den inre strukturen hos en polyatomisk jon mer komplicerad eftersom två eller flera atomer bildar interna kovalenta bindningar.

Många vanliga kemikalier är polyatomiska föreningar och innehåller polyatomiska joner. Till exempel svavelsyra med den kemiska formeln H₂SÅ₄, innehåller vätejoner och den polyatomiska sulfatanjonen SO₄^-2. Svavelatomen har sex elektroner i sitt yttre skal och delar dem kovalent med syreatomerna som också har sex elektroner i sina yttre skal. De fyra syreatomerna måste ha åtta elektroner delade mellan sig och lämna ett underskott på två. I svavelsyra bildar sulfatradikalen jonbindningar med väteatomerna som donerar en elektron vardera för att bli vätejoner, H⁺. Sulfatradikalen tar emot de två elektronerna för att bli SO₄^-2.

De flesta polyatomiska joner innehåller syre och är negativt laddade anjoner eftersom syreatomerna lockar elektroner. Ammonium är en av få positivt laddade polyatomiska joner eller katjoner och innehåller inte syre.

Kväve har fem elektroner i sitt yttersta skal, och det har plats för åtta. När den delar elektroner kovalent med fyra väteatomer, finns fyra elektroner tillgängliga från väte eller en mer än vad som behövs. När ammonium bildar en jonbindning med en hydroxid-OH-radikal överförs den extra elektronen för att fullbordas det yttersta skalet av OH-syreatomen, som behöver två elektroner men bara har en från OH-väte atom. Elektronen från NH₄ radikalen överförs till OH-radikalen som skapar en OH^- jon och en NH₄⁺ Jon.

Liksom vilken syra och bas som helst reagerar polyatomiska jonsyror och baser för att bilda vatten och ett salt i en neutraliseringsreaktion. Till exempel kommer de två ovan nämnda polyatomiska föreningarna, svavelsyra och ammoniumhydroxid, att reagera för att bilda vatten och ammoniumsulfat. De polyatomiska jonerna förblir ihop, var och en behåller sina kovalenta bindningar, medan väte- och hydroxidjonerna kombineras för att bilda vatten.

Den kemiska reaktionen sker enligt följande:

2NH₄OH + H₂SÅ₄ = (NH₄)₂SÅ₄ + 2H₂O

Ammoniumhydroxiden i vatten dissocieras till ammonium- och hydroxidjoner. Svavelsyran dissocieras i väte- och sulfatjoner. I lösning kombineras väte- och hydroxidjonerna för att bilda vatten medan ammonium- och sulfatjonerna förblir i lösning. Om vattnet avlägsnas kristalliserar ammoniumsulfat ur lösningen som en ny polyatomisk jonförening.