3.5: Багатоатомні іони

Last updated
Save as PDF

Page ID: 18150

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

З'єднання NaOH має широке промислове використання і є активним інгредієнтом в очищувачі зливу. Виходячи з обговорення в попередньому розділі, ми очікуємо, що NaOH буде іонною сполукою, оскільки вона містить натрій, метал групи 1А. Водень і кисень, однак, є неметалами, і ми очікуємо, що вони будуть ковалентно зв'язуватися. Ця сполука, звана гідроксидом натрію, є прикладом іонної сполуки, утвореної між іоном металу (натрій) та багатоатомним іоном (HO ^-). Заряджені групи атомів, як HO ^-, які пов'язані між собою ковалентно, називаються багатоатомними іонами. Усередині іонної сполуки багатоатомна поводиться як єдина одиниця, утворюючи солі з іншими катіонами або аніонами.

Використовуючи правила, описані в розділі 3.2, ми можемо намалювати діаграму Льюїса для HO ^—. Кисень має шість валентних електронів, а водень - один, загалом сім. Центральним атомом в нашій структурі буде водень (він знаходиться зліва від кисню в таблиці Менделєєва). Далі, оскільки це багатоатомний іон з одним негативним зарядом, ми додаємо додатковий електрон до центрального атома, з'єднуємо електрони, а потім малюємо два атоми, пов'язані між собою. Далі шість інших електронів розподіляються навколо кисню, утворюючи октет. Нарешті, багатоатомний іон укладено в дужки із зарядом у вигляді верхнього індексу, щоб показати, що іон поводиться як єдина одиниця.

Багатоатомні іони дуже поширені в хімії. Важливо, щоб ви запам'ятали їх і могли співвіднести назву, склад та заряд для кожного з них, оскільки вони будуть вільно обговорюватися протягом решти курсу, і ви, як очікується, будете знати це в Загальній хімії.

Приклад\(\PageIndex{1}\):

Побудувати діаграму Льюїса для багатоатомного іона CO ₃ ² ^—.

Рішення

Кисень має шість валентних електронів, а вуглець має чотири; тому в CO ₃ ² ^— всього буде 22 валентних електронів, плюс два додаткових електрона від 2- заряду. Центральним атомом в нашій структурі буде вуглець (він знаходиться зліва від кисню в таблиці Менделєєва). Далі ми малюємо вуглець (наш центральний атом) з його чотирма електронами і додаємо додаткові два електрони від заряду. Три кисню розміщені навколо вуглецю, а електрони розташовані, утворюючи три ковалентні зв'язки. Далі 18 інших електронів розподіляються навколо кисню так, що всі вони мають повний октет. Вуглець, однак, оточений лише шістьма електронами. Щоб виправити це, ми переміщаємо одну електронну пару, щоб утворити подвійний зв'язок з одним із атомів кисню. Нарешті, багатоатомний іон укладений в дужки із зарядом у вигляді верхнього індексу.

Потрібно розуміти, що процес розміщення електронів в певному зв'язку в з'єднанні є штучним аспектом побудови діаграм Льюїса. Насправді електрони додаються до багатоатомного іону, але точно знати, куди вони пішли, неможливо.

Вправа\(\PageIndex{1}\)

Намалюйте діаграми Льюїса для NO ₂ ^- і NH ₄ ⁺.