分子イオンは、 2個以上の原子を含むものであるので、それらはまた、分子イオンの名前で知られています。対照的に、単原子イオンは1つの原子のみを持ち、周期表の元素が被る電子の利得または損失から導き出されます。
たとえば、金属を見ると、Na +、Mg 2+、Ga 3+、Ti 4+などのカチオンが得られます。一方、本質的に非金属元素は私たちの陰イオンを与える：O 2-、S 2-、F -、N 3-、等 それらでは、イオン電荷は完全に局在化されており、多原子イオンでもある程度同じことが起こります。何千もの例外がありますが。
装飾のプラスターには、多原子であり、カルシウムと水分子を伴う硫酸イオンがあります。出典：Pixnio
多原子イオンでは、通常、負の電荷は最も電気陰性の原子にかかっており、そのような状況は内部共有結合が存在する場合にのみ可能です。共有結合があるため、私たちはイオン的に帯電した分子または金属錯体に直面しています。これらのタイプのイオンは、有機化学において非常に普及しています。
たとえば、無機化学では、最もよく知られているイオンの1つが硫酸アニオンSO 4 2-です。ご覧のように、硫黄と酸素の2つの要素があり、SO結合によって合計5つの原子が結合されています。SO 4 2-は、石膏とその鉱物の種類の一部であり、古くから建設工事で広く使用されています。
最も一般的な多原子イオンのリスト
より一般的な多原子イオンのいくつかを以下に示します。そのうちの2つは、溶液の化学において重要であり、同じ水からのものです。
ヒドロニウム
ヒドロニウムカチオンH 3 O +は、最も単純な多原子カチオンの1つです。正の電荷は中央の酸素原子に存在します。水分子が水素を獲得したときに発生します。
ヒドロキシル
また、水酸基として知られ、OH -、OH、ちょうど2つの共有結合した原子からなる多原子アニオンです。負電荷は酸素原子上にあり、水分子が水素を失うと生成されます。
炭酸塩
炭酸アニオンCO 3 2-は、石灰岩や大理石、黒板のチョークに含まれています。その2つの負の電荷は、3つの酸素原子間の共鳴によって非局在化されます。炭素が中心原子です。
硝酸塩
硝酸アニオンは、NO 3 - 、植物にとって必須では、炭酸塩のものと非常に類似した構造を有しています。ここでも、負の電荷は最も電気陰性の原子であるため、酸素間で非局在化されます。
アンモニウム
ヒドロニウムの後、アンモニウム、NH 4 +は、無数の工業プロセスに不可欠なガスであるアンモニアに由来するため、最も適切なカチオンです。窒素は中心原子であり、最も電気陰性であるにもかかわらず、4つのNH結合を形成するときに電子を失う結果、正の電荷を持ちます。
過酸化物
過酸化物アニオンO 2 2-は、OO結合を持つ2原子および同種核であるため、特別です。
シュウ酸塩
シュウ酸アニオン、C 2 O 4 2-はシュウ酸に由来し、文字通り腎臓の石です。
リン酸
リン酸アニオン、PO 4 3-は、4つのリン原子の間で共鳴により非局在化された大きな量の電荷を持っています。豊富なミネラルに含まれており、私たちの骨の結晶を構成しています。
シアン化物
シアン化物アニオン、CNは- 、また、二原子が、異です。窒素原子上の負電荷の存在は、それが三重結合、C≡Nを有します- 。
アセテート
酢酸、CH 3 COOは- 、おそらく最も代表的な有機多原子アニオンです。3つの要素があり、他のイオンよりも分子的性質が大きい（共有結合が多い）ことに注意してください。この陰イオンは、重炭酸ナトリウムで中和された酢から得ることができます。
過マンガン酸塩
これまでのところ、電気陰性の非金属元素ではない中心原子を持つ多原子イオンはありません。しかし、マンガンの場合には、中心原子は、マンガンのMnO遷移金属である4 -その4つの原子間に非局在化し負電荷を有します。
この陰イオンは、その化合物が通常、溶液を同じ色に染める明るい紫の結晶を持っているため、簡単に認識できます。
クロメート
過マンガン酸塩の場合と同様に、クロム酸塩、CrO 4 2-は、その中心原子としてクロムを持っています。MnOとは異なり4 - 、クロムは二価であり、その解決策の色は紫が、黄色ではありません。
演習
演習1
次の塩を構成するイオンは何ですか？NH 4 NaCO 3
それは常に多原子であり、共有結合を形成しないため、化学式はすでにそれ自体でナトリウムカチオンNa +の存在を明らかにします。右側では、炭酸アニオンCO 3 2-がすぐに認識できます。左側では、アンモニウムカチオンが目立ちます。したがって、イオンである：NH 4 +をNa +およびCO 3 2-（ナトリウム及び炭酸アンモニウム）。
演習2
次の塩を構成するイオンと、式ごとにいくつのイオンがありますか？MgKPO 4
繰り返しますが、最初に単原子イオンを探します。この場合、カリウムはK +、マグネシウムはMg 2+です。フォーミュラの右側に見えるリン酸アニオンPO 4 3-が残ります。公式では、各イオンが1つずつあり、その比率は1：1：1（1 Mg 2+：1 K +：1 PO 4 3-）です。
演習3
次の化合物にはどのようなイオンがありますか？AlOH 3。問題はありますか？
この公式は混乱を招きます。これは、AlH 3 O と書くこともできます。したがって、Al 3+とH 3 O +の 2つのカチオンがあり、イオン中性の保存に違反しています。これら4つの正の電荷を打ち消す負の電荷が必ずあるはずです。
この理由から、化合物AlOH 3は存在できません。そして、Al（OH）3はどうですか？それはまだ、三価アル持っ3+カチオンをヒドロキシル、OH：が、今ではよく知られた陰イオンを持っています- 。そこに3個のOHでなければならない-アルの正電荷中和する3+ 3（1のAl：、及び比は1である理由である3+：3 OH - ）。
演習4
次の化合物にはどのようなイオンがありますか？K 2 Ti（CN）4
Al（OH）3の例から、括弧内は多原子アニオンであることがわかります。この場合、シアン化物、CN - 。同様に、カリウムはK +単原子カチオンであり、式に2つあると、2つの正電荷が追加されます。チタン、Ti 2+からのみ発生する可能性のある他の2つの正電荷が不足しています。
したがって、K 2のTi（CN）4次イオンを有する：K +はTi 2+及びCNを-、2：1：4の比率（2 K +：1のTi 2+：4 CN - ）。
参考文献
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンリー。（2008）。化学 （第8版）。CENGAGEラーニング。
- Graham Solomons TW、Craig B. Fryhle。（2011）。有機化学。アミン。（第 10 版。）Wiley Plus。
- ウィキペディア。（2020）。多原子イオン。から回復：en.wikipedia.org
- ワシントン大学。（2001）。一般的な多原子イオンの表。回収元：chemistry.wustl.edu
- ヘルメンスティン、アンマリー、Ph.D。（2019年1月12日）。多原子イオン：定義と例。から回復：thoughtco.com
- カーンアカデミー。（2020）。多原子イオン。から回復：es.khanacademy.org