3.3: Багатоатомні іони та їх сполуки
- Page ID
- 25491
багатоатомні іони
Багатоатомні іони - це молекулярні іони, що складаються з двох або більше атомів, пов'язаних ковалентними зв'язками і діють як єдина одиниця, але на відміну від молекул, вони мають на них чистий заряд.
Приклади включають катіони, такі як іон амонію (\(\ce{NH4^+}\)) та іон гідронію (\(\ce{H3O^+}\)); і аніони, такі як гідроксид-іон (\(\ce{OH^-}\)) та іон ціаніду (\(\ce{CN^-}\)). Зазвичай назва багатоатомних катіонів закінчується на —ium, а назва багатоатомних аніонів закінчується на —ide, за винятком оксианіонів, які мають окремі правила для своєї номенклатури.
Оксіаніон
Оксианіони - це оксиди неметалів, які є молекулярними іонами. Приклади включають карбонат (\(\ce{CO3^2-}\)), нітрат (\(\ce{NO3^2-}\)), фосфат (\(\ce{PO4^3-}\)) та сульфат (\(\ce{SO4^2-}\)). Наступні рекомендації допоможуть запам'ятати назви і заряди оксианіонів в більшості випадків.
- елементи 2-го ряду С, і N мають три кисню, а 3-рядні елементи Р, а S мають чотири кисню, тобто на один кисень більше числа ряду,
- назва багатоатомного аніону - це назва атома, відмінного від кисню, останній склад замінений на —їли, і
- заряд на цих оксианіоні дорівнює числу валентних електронів на некисневому атомі мінус подвоєне число атомів кисню. Наприклад: в (\(\ce{PO4^3-}\)) фосфор має 5 валентних електронів і є 4 атоми кисню, тому заряд = валентні вибори в центральному атомі -2 х число атомів кисню = 5- (2x4) = -3; в (\(\ce{SO4^2-}\)) сірка має 6 валентних електронів і є 4 атоми кисню, тому заряд = 6- (2x4) = -2; в ( \(\ce{CO3^2-}\)), вуглець має 4 валентних електронів і є 3 атома кисню, тому заряд = 4- (2x3) = -2; а в (\(\ce{NO3^-}\)), азоту 6 валентних електронів і є 3 атома кисню, тому заряд = 6- (2x3) = -1.
- Існує 2-й набір оксианіонів згаданих вище елементів з одним меншим киснем, але тим же зарядом і останній склад назви змінився з -ate на -ite. Наприклад: (\(\ce{NO3^-}\)) - нітрат і (\(\ce{NO2^-}\)) - нітрит; (\(\ce{PO4^3-}\)) - фосфат і (\(\ce{PO3^3-}\)) фосфіт; і (\(\ce{SO4^2-}\)) сульфат і (\(\ce{SO3^2-}\)) - сульфіт.
Оксаніни хлору, брому та йоду також є поширеними оксианіонами з наступними спільними.
- У них -1 заряд,
- галоген з чотирма киснем називається шляхом додавання префікса «per-» до назви галогену з останнім складом замінений на -ate, наприклад; (\(\ce{ClO4^-}\)) - перхлорат, (\(\ce{BrO4^-}\)) - пербромат, а (\(\ce{IO4^-}\)) - періодат.
- галоген з трьома киснем називається як назва галогену з останнім складом замінений на -ate, наприклад; (\(\ce{ClO3^-}\)) хлорат, (\(\ce{BrO3^-}\)) - бромат, і (\(\ce{IO3^-}\)) йодат,
- галоген з двома киснем називається як назва галогену з останнім складом замінений на -іт; наприклад, (\(\ce{ClO2^-}\)) хлорит, (\(\ce{BrO2^-}\)) - броміт, і (\(\ce{IO2^-}\)) йодит,
- галоген з одним киснем називається шляхом додавання префікса «гіпо-» до назви галогену з останнім складом замінений на -іт; наприклад, (\(\ce{ClO^-}\)) - гіпохлорит, (\(\ce{BrO^-}\)) - гіпоброміт, а (\(\ce{IO3^-}\)) - гіпойодаит.
Оксіаніони - це кислоти, коли їх заряд нейтралізується протонами (\(\ce{H^+}\)). Назви кислот - це назви оксианіонів з -їд замінені на -иную кислоту і -іт замінені на -озну кислоту. Наприклад: (\(\ce{HNO3}\)) - азотна кислота і (\(\ce{HNO2}\)) - азотна кислота; (\(\ce{H3PO4}\)) - фосфорна кислота і (\(\ce{H3PO3}\)) фосфорна кислота; і (\(\ce{H2SO4}\)) сірчана кислота і (\(\ce{H2SO3}\)) - сірчана кислота.
Приставки «пер-» і «гіпо-» у випадках оксианіонів галогенів залишаються в назві кислоти. Наприклад: (\(\ce{HClO4}\)) - хлорноватиста кислота; (\(\ce{HClO3}\)) хлорноватиста кислота; (\(\ce{HClO2}\)) - хлорноватиста кислота; і (\(\ce{HClO}\)) - хлорноватиста кислота.
Оксіаніони з одним протоном прикріпленим, але зарядом одного їх не повністю нейтралізовані, тобто вони ще багатоатомні аніони називаються починаючи з водню і закінчуючи назвою оксианіона. Наприклад: (\(\ce{HSO4^-}\)) - сульфат водню; (\(\ce{HSO3^-}\)) - сірководень; і (\(\ce{HPO4^2-}\)) - гідрофосфат.
Оксіаніони з двома прикріпленими протонами, але заряджати один їх не повністю нейтралізовані, тобто вони все ще багатоатомні аніони називаються починаючи з диводню і закінчуючи назвою оксианіона. Наприклад, (\(\ce{H2PO4^-}\)) - це дигідрофосфат
Два оксианіони, що містять перехідний метал як центральний атом у загальному використанні як реагенти, є хроматом (\(\ce{CrO4^2-}\)) та перманганатом (\(\ce{MnO4^-}\)). У таблиці 3.3.1 наведені формули і назви деяких поширених багатоатомних іонів.
|
Формула |
Ім'я |
Формула |
Ім'я |
|---|---|---|---|
| (\(\ce{NH4^+}\)) |
Амоній |
(\(\ce{MnO4^-}\)) |
перманганат |
| (\(\ce{H3O^+}\)) |
Гідроній |
(\(\ce{BrO4^-}\)) |
Пербромат |
|
(\(\ce{HO^-}\)) |
гідроксид |
(\(\ce{IO4^-}\)) |
Періодат |
|
(\(\ce{CN^-}\)) |
Цинід |
(\(\ce{CrO4^2-}\)) |
Хромат |
|
(\(\ce{CO3^2-}\)) |
Карбонат |
(\(\ce{CO2^2-}\)) |
Карбоніт |
|
(\(\ce{NO3^-}\)) |
Нітрат |
(\(\ce{NO2^-}\)) |
Нітрити |
|
(\(\ce{PO4^3-}\)) |
Фосфат |
(\(\ce{PO3^3-}\)) |
Фосфіт |
|
(\(\ce{SO4^2-}\)) |
Сульфат |
(\(\ce{SO3^2-}\)) |
Сульфіт |
|
(\(\ce{HCO3^-}\)) |
Гідрокарбонат |
(\(\ce{ClO4^-}\)) |
Перхлорат |
|
(\(\ce{HSO4^-}\)) |
Сульфат водню |
(\(\ce{ClO3^-}\)) |
Хлорат |
|
(\(\ce{HPO4^2-}\)) |
гідрофосфат |
(\(\ce{ClO2^-}\)) |
Хлорит |
|
(\(\ce{H2PO4^-}\)) |
Дигідрогенфосфат |
(\(\ce{ClO^-}\)) |
Гіпохлорит |
Назви сполук, що містять багатоатомні іони
Правила іменування іонних сполук, що містять багатоатомні іони, такі ж, як і бінарні іонні сполуки. Тобто написати назву катіона, а потім назва аніона. Для катіонів зі змінним зарядом зберігайте римську цифру в назві сполуки. Наприклад, NaNO 3 - нітрат натрію, CaCo 3 - карбонат кальцію, FeCo 3 - карбонат заліза (II), NH4Cl - хлорид амонію.
Написання формул сполук, що містять багатоатомні іони
Багатоатомний іон діє як єдина одиниця, тобто вони є молекулярними іонами. Формула написання сполук, що містять багатоатомні іони, така ж, як написання формули бінарного іонного з'єднання, за винятком того, що багатоатомні іони повинні залишатися неушкодженими як одиниця. Якщо для аніону потрібен індекс, помістіть багатоатомний іон в маленькі дужки і запишіть індекс поза дужкою. Подібно до того, як індекс праворуч від одноатомного аніону повідомляє, скільки атомів аніонів є, індекс праворуч від маленької дужки навколо багатоатомного аніону говорить, скільки багатоатомних аніонів є в сполуці. Наприклад, нітрат заліза (III) - це Fe (NO 3) 3; карбонат натрію - Na 2 CO 3; фосфат амонію - (NH 4) 3 PO 4; перманганат калію - KMnO 4; а фосфат кальцію - Ca 3 (PO 4) 2. Зауважимо, що в Fe (NO 3) 3 в формульній одиниці з'єднання є три нітратні іони, тобто один атом заліза, три атоми азоту і дев'ять атомів кисню.