Polyatomic Ion คืออะไร?

Polyatomic ion เป็นกลุ่มของอะตอมที่ถูกพันธะโควาเลนต์โดยมีประจุบวกหรือลบซึ่งเกิดจากการก่อตัวของพันธะไอออนิกกับอีกไอออนหนึ่ง สารประกอบที่เกิดจากการรวมตัวของไอออนดังกล่าวเรียกว่าสารประกอบไอออนิก polyatomic แต่ polyatomic ion ทำหน้าที่เป็นหน่วยเดียว

โพลีอะตอมมิกไอออนและสารประกอบไอออนิกมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี เช่น กรด-เบส การตกตะกอน และการกระจัด เช่นเดียวกับไอออนโลหะโมโนมิก พวกมันละลายในน้ำ นำไฟฟ้า และแตกตัวในสารละลายเช่นเดียวกับไอออนอื่นๆ แม้ว่าพวกมันจะมีพฤติกรรมภายนอกเหมือนโมโนโทมิกไอออน แต่โครงสร้างภายในของพวกมันนั้นซับซ้อนกว่าเนื่องจากมีอะตอมสองอะตอมขึ้นไปในโพลีอะตอมมิกไอออน

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

โพลีอะตอมมิกไอออนมีอะตอมพันธะโควาเลนต์ตั้งแต่สองอะตอมขึ้นไปซึ่งทำหน้าที่เป็นไอออนเดี่ยว ไอออน polyatomic สร้างพันธะไอออนิกกับไอออนอื่น ๆ และทำหน้าที่เป็นหน่วยภายนอกเช่นเดียวกับไอออนโมโนมิก สารประกอบโพลีอะตอมมิกอิออนที่เป็นผลลัพธ์สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีประเภทต่างๆ การละลายและการแตกตัวในน้ำ ในขณะที่ทำตัวเป็นหน่วยเดียวจากภายนอก โครงสร้างภายในของโพลีอะตอมมิกไอออนนั้นซับซ้อนกว่าเนื่องจากอะตอมสองอะตอมหรือมากกว่านั้นสร้างพันธะโควาเลนต์ภายใน

สารเคมีทั่วไปหลายชนิดเป็นสารประกอบ polyatomic และมีไอออน polyatomic เช่น กรดซัลฟิวริก โดยมีสูตรเคมี H₂ดังนั้น₄, ประกอบด้วยไฮโดรเจนไอออนและประจุลบ polyatomic sulfate SO₄^-2. อะตอมของกำมะถันมีอิเล็กตรอน 6 ตัวในเปลือกนอกและใช้ร่วมกันอย่างโควาเลนต์กับอะตอมออกซิเจนที่มีอิเล็กตรอน 6 ตัวในเปลือกชั้นนอก อะตอมของออกซิเจนสี่อะตอมจะต้องมีอิเลคตรอนแปดตัวที่แบ่งกันระหว่างกัน ทำให้ขาดดุลสองอะตอม ในกรดซัลฟิวริก ซัลเฟตแรดิคัลจะสร้างพันธะไอออนิกกับอะตอมของไฮโดรเจนที่ส่งอิเล็กตรอนไปเป็นไอออนไฮโดรเจน H⁺. ซัลเฟตเรดิคัลรับอิเล็กตรอนสองตัวเพื่อให้กลายเป็นSO₄^-2.

ไอออน polyatomic ส่วนใหญ่มีออกซิเจนและมีประจุลบเนื่องจากอะตอมของออกซิเจนดึงดูดอิเล็กตรอน แอมโมเนียมเป็นหนึ่งในไอออนหรือไอออนบวกที่มีประจุบวกเพียงไม่กี่ชนิดและไม่มีออกซิเจน

ไนโตรเจนมีอิเล็กตรอน 5 ตัวในเปลือกนอกสุด และมีที่ว่างสำหรับแปด เมื่อมันแบ่งอิเล็กตรอนแบบโควาเลนต์กับอะตอมของไฮโดรเจนสี่อะตอม อิเล็กตรอนสี่ตัวจะใช้ได้จากไฮโดรเจนหรือมากกว่าที่จำเป็นหนึ่งตัว เมื่อแอมโมเนียมสร้างพันธะไอออนิกกับไฮดรอกไซด์ OH เรดิคัล อิเลคตรอนส่วนเกินจะถูกถ่ายโอนให้สมบูรณ์ เปลือกนอกสุดของอะตอมออกซิเจน OH ซึ่งต้องการอิเล็กตรอนสองตัว แต่มีเพียงหนึ่งจาก OH ไฮโดรเจน อะตอม. อิเล็กตรอนจาก NH₄ เรดิคัลถูกถ่ายโอนไปยัง OH เรดิคัลสร้าง OH^- ไอออนและ NH₄⁺ ไอออน.

เช่นเดียวกับกรดและเบสใดๆ กรดและเบสโพลีอะตอมมิกจะทำปฏิกิริยากับน้ำและเกลือในปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง ตัวอย่างเช่น สารประกอบ polyatomic สองชนิดข้างต้น กรดซัลฟิวริกและแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์จะทำปฏิกิริยากับน้ำและแอมโมเนียมซัลเฟต polyatomic ion อยู่ด้วยกัน โดยแต่ละตัวยังคงพันธะโควาเลนต์ ในขณะที่ไฮโดรเจนและไฮดรอกไซด์ไอออนรวมกันเป็นน้ำ

ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นดังนี้:

2NH₄OH + H₂ดังนั้น₄ = (NH₄)₂ดังนั้น₄ +2H₂อู๋

แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ในน้ำจะแยกตัวออกเป็นไอออนของแอมโมเนียมและไฮดรอกไซด์ กรดซัลฟิวริกแตกตัวเป็นไอออนของไฮโดรเจนและซัลเฟต ในสารละลาย ไอออนของไฮโดรเจนและไฮดรอกไซด์จะรวมกันเป็นน้ำ ในขณะที่ไอออนของแอมโมเนียมและซัลเฟตจะคงอยู่ในสารละลาย ถ้าเอาน้ำออก แอมโมเนียมซัลเฟตจะตกผลึกจากสารละลายเป็นสารประกอบโพลีอะตอมมิกไอออนิกใหม่