If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Dacă sunteţi în spatele unui filtru de web, vă rugăm să vă asiguraţi că domeniile *. kastatic.org şi *. kasandbox.org sunt deblocate.

Conţinutul principal

Denumirea ionilor monoatomici și a compușilor ionici

Învață cum să denumești ioni monoatomici și compuși ionici ce conțin ioni monoatomici, cum să determini sarcina unui ion monoatomic și cum să înțelegi diferite formule. 
Vedere de aproape a cristalelor incolore de clorură de sodiu care au forma de ansamblu a unui cub.
Clorura de sodiu este un compus ionic alcătuit din ioni de sodiu și ioni de clor organizați într-o rețea cristalină. Credit de imagine: Wikipedia Commons, public domain
Atomii sunt neutri din punct de vedere electric pentru că numărul protonilor, care au sarcina 1+, aflați în nucleul unui atom, este egal cu numărul electronilor, care au sarcina 1-, aflați în același atom. Rezultă că sarcina totală pozitivă a protonilor anulează sarcina totală negativă a electronilor astfel încât sarcina netă a atomului e zero. Totuși, majoritatea atomilor pot primi sau pierde electroni; când fac asta, numărul de electroni devine diferit de numărul de protoni din nucleu. Specia încărcată electric care rezultă se numește ion.

Cationi și anioni

Când un atom neutru pierde unul sau mai mulți electroni, numărul total de electroni scade în timp ce numărul total de protoni din nucleu rămâne neschimbat. Rezultă că atomul devine un cation—un ion cu sarcina netă pozitivă.
Procesul opus poate apărea, de asemenea. Când un atom neutru primește unul sau mai mulți electroni, numărul de electroni se mărește în timp ce numărul de protoni din nucleu rămâne același. Rezultă că atomul devine un anion—un ion cu sarcina netă negativă. Putem ilustra acest lucru analizând niște anioni și cationi foarte simpli, formați când un singur atom de hidrogen cedează sau primește un electron.
Notă: Hidrogenul este cumva neobișnuit întrucât formează cu ușurință atât cationi, cât și anioni. Majoritatea elementelor preferă însă să formeze doar un tip de ion. În ceea ce privește configurația sa electronică, puteți explica de ce hidrogenul poate forma atât cationi, cât și anioni? Simțiți-vă liberi să postați acest lucru în comentarii la sfârșitul articolului!
Un cation de hidrogen, un atom de hidrogen și un anion de hidrogen.
         H+                                 H                                          H                   
Clasificarecationatom neutruanion
Număr de protoni111
Număr de electroni012
Sarcina totală1+01
Dacă un atom neutru de hidrogen ( H, central) pierde un electron, el devine un cation de hidrogen ( H+, stânga). Invers, dacă un atom neutru de H primește un electron, el devine un anion de hidrogen ( H, dreapta), cunoscut și sub numele de ion hidrură. Credit de imagine: adaptat din Boundless Learning, CC BY-SA 4.0.
În coloana centrală, avem o diagramă a unui singur atom neutru de hidrogen. El conține un proton și un electron; prin urmare, sarcina lui totală e zero. Dacă hidrogenul își cedează electronul, el formează cationul H+ (coloana stângă). Cationul H+ are o sarcină totală de 1+ de la acel proton din nucleu, din moment ce nu există electroni care să anuleze sarcina pozitivă. Dacă un atom neutru de hidrogen primește un electron, el formează anionul H (coloana dreaptă). Anionul H are o sarcină totală de 1- pentru că are un electron în plus în comparație cu numărul total de protoni.
Verificarea conceptului: Un anumit ion are 20 de protoni și 18 electroni. Al cărui element este acest ion și care îi este sarcina totală?

Determinarea sarcinilor unor cationi și anioni monoatomici

Știai că poți folosi tabelul periodic pentru a anticipa sarcinile pe care le au anumite elemente atunci când ionizează? Acesta este un instrument foarte convenabil și util, deci merită examinat în detaliu. Următoarea imagine prezintă sarcinile elementelor din cele opt grupe sau familii principale ale tabelului periodic. Amintiți-vă că grupele se referă la coloanele din tabelul periodic, în timp ce rândurile sunt cunoscute ca perioade. Rețineți că sarcinile sunt valabile doar când aceste elemente se află în compuși ionici din moment ce compușii covalenți nu conțin ioni.
În cazul grupei 14 de elemente, formarea de cationi cu sarcina 4+ este mult mai des întâlnită decât formarea de anioni cu sarcina 4-. Totuși, carbonul poate forma ambele tipuri de ioni, așa că sunt incluse ambele sarcini.
Ca o regulă generală, elementele din grupele principale vor primi sau ceda electroni pentru a forma un octet complet de electroni de valență. Aflând câți electroni va ceda sau primi un element pentru a avea un octet complet, putem prezice sarcina unui ion. Acest lucru necesită ca întâi să cunoaștem câți electroni de valență sunt într-un atom neutru.
Pont: Numărul electronilor de valență dintr-un atom neutru este egal cu numărul din poziția 1 a noului număr de grupă IUPAC.

Elemente care formează cationi

Pentru grupele 1, 2, 13, și 14, elementele au între unu și patru electroni de valență și în mod obișnuit vor ceda acești electroni de valență pentru a deveni ioni—carbonul este uneori o excepție la această regulă din moment ce poate primi patru electroni pentru a forma anionul C4 . Din moment ce ionul rezultat are mai puțini electroni decât protoni, sarcina totală a ionului este pozitivă. Mărimea sarcinii e egală cu numărul de electroni cedați, care este egal cu numărul electronilor de valență din atomul neutru.
De exemplu, ce ar fi dacă am dori să prezicem sarcina unui ion de aluminiu? Aluminiul este în grupa 13, sau a IIIA. Din moment ce numărul grupei, 13, are numărul 3 în prima poziție, am spune că sarcina este 3+ rezultând Al3+. Totodată, ne putem gândi la un atom neutru de aluminiu pierzându-și cei trei electroni de valență pentru a deveni Al3+, care are un octet complet.

Elemente care formează anioni

Pentru grupele 15-17, sarcina este de obicei negativă pentru că aceste elemente au o probabilitate mai mare să primească decât să cedeze electroni. Prin urmare, sarcina ionului este egală cu numărul de electroni primiți pentru a avea un octet complet de opt electroni de valență. Matematic, putem calcula sarcina scăzând din opt numărul electronilor de valență din atomul neutru. Ne putem folosi și de tabelul periodic pentru a număra de câte coloane spre dreapta avem nevoie pentru a ajunge la gazele nobile, grupa 18, fiecare coloană reprezentând un electron care trebuie primit pentru a avea un octet complet.
Dacă ne folosim de aceste lucruri pentru a determina sarcina ionului de sulf, aflat în grupa 16, reiese că sarcina este 86=2 din moment ce sulful are șase electroni de valență. De asemenea, putem determina numărul electronilor de valență verificând numărul grupei în care se află sulful, grupa 16, care are 6 în prima poziție. Asta înseamnă că atomul neutru de sulf va avea nevoie să primească doi electroni pentru a avea un octet complet de opt electroni. Prin urmare, rezultă că sarcina cea mai probabilă a ionului de sulf va fi 2-.
Verificarea conceptului: Ce compus ionic credeți că s-ar forma prin reacția dintre metalul potasiu și bromul lichid?

Denumirea cationilor

Acum că știm că multe elemente au sarcini ce pot fi anticipate, haideți să analizăm felul în care putem denumi ionii. Pentru început vom analiza metalele alcaline—elementele din grupa 1 a tabelului periodic. Din figura de mai sus, putem vedea că metalele alcaline tind să formeze cationi cu sarcina 1+. Prin urmare, acești cationi sunt reprezentați de H+, Li+, Na+, K+, și așa mai departe. Denumirea acestor tipuri de cationi nu necesită o regulă specială. De exemplu, ne putem referi la un cation de hidrogen, H+, simplu numindu-l "H-plus" sau "ion de hidrogen". În mod similar, un cation de sodiu, Na+, poate fi denumit "Na-plus", "sodiu plus", sau mult mai adesea, "ion de sodiu". Rețineți că nu e necesar să spuneți "un ion de sodiu cu un plus", pentru că e de la sine înțeles că ionul de sodiu are în general sarcina 1+.
Aceeași logică se aplică și tuturor celorlalte elemente care formează de obicei cationii cu o anumită sarcină. Spre exemplu, metalele alcalino-pământoase, grupa 2, formează cationi cu sarcina 2+: Be2+, Mg2+, Ca2+, etc. Deși adesea denumim un ion precum Mg2+ ca "magneziu doi-plus", putem spune si simplu "ion de magneziu", din moment ce este de la sine înțeles care e sarcina ionului de magneziu.
Notă: Discuția din această secțiune e valabilă în mare pentru denumirea cationilor singuri, iar regula de denumire este ceva mai diferită când cationul face parte dintr-un compus ionic. Denumirea compușilor ionici va fi prezentată separat mai jos!

Elemente care formează mai multe tipuri de cationi

Până acum, am discutat despre elemente care formează de obicei cationi cu o sarcină clară. Spre exemplu, metalele alcaline și alcalino-pământoase formează de obicei ioni 1+ și respectiv ioni 2+. Totuși, multe metale tranziționale pot forma cationi cu sarcini variabile. De aceea, blocul d al figurii tabelului periodic de mai sus a fost denumit "sarcini variabile". Fierul, spre exemplu, se găsește atât ca un cation Fe2+, cât și ca un cation Fe3+,iar uneori și cu alte sarcini. Prin urmare, fierul este polivalent, ceea ce literalmente înseamnă "cu multe valori"—el este capabil să formeze cationi cu sarcini diferite.
În stânga, un flacon de sticlă ce conține clorură de crom (II), o pulbere gri-verzui și, în dreapta, un alt flacon de sticlă ce conține clorură de crom (III), o pulbere de culoare mov deschis.
Cromul formează compuși sub formă de Cr2+ și Cr3+. Clorura de crom(II), în stângă, este un solid gri-verzui cu proprietăți și reactivitate foarte diferită în comparație cu clorura de crom(III), solidul mov deschis din dreapta. Prin urmare, este important să specificăm la care dintre ele ne referim! Credit de imagine: Maria Sanford
Pentru metalele cu mai multe valențe, trebuie să specificăm sarcina ionului. Spre exemplu, trebuie să denumim Fe2+ "fier doi plus" sau "fier doi" pentru că simpla referire la el ca la "ionul de fier" nu ne oferă suficiente informații pentru a specifica tipul cationului. Cele mai multe metale tranziționale—acele metale din blocul central d al tabelului periodic—au mai multe valențe. Din moment ce ei pot forma cationi cu sarcini diferite, aceste sarcini trebuie specificate când denumim ionii și când denumim compușii care conțin acei ioni.
În compușii ionici, sarcina cationului unui metal tranzițional ieste de obicei specificată prin cifre romane aflate între paranteze după numele metalului, ca și în cazul clorurii de crom(II) care conține Cr2+. Denumirea compușilor ionici care conțin cationi ai unor metale tranziționale va fi discutată mai amănunțit într-o secțiune separată mai jos.

Denumirea anionilor monoatomici

Cel mai adesea, când denumim ioni monoatomici, adăugăm sufixul -ură la sfârșitul numelui elementului. Pentru că putem anticipa sarcina anionilor și cationilor simpli bazându-ne pe numărul grupei elementului, cel mai adesea nu este necesar să specificăm sarcina unu anumit anion. Următorul tabel prezintă felul în care sunt denumiți anionii câtorva elemente:
Numele elementuluiNumele ionuluiFormula ionului
HidrogenHidrurăH
Clor ClorurăCl
Brom BromurăBr
Iod IodurăI
Oxigen OxidO2
Sulf SulfurăS2
AzotNitrurăN3
Fosfor FosfurăP3
Carbon CarburăC4

Formulele și denumirea compușilor ionici de bază

Acum că am analizat regulile de denumire pentru cationi și anioni, putem discuta despre cum sunt ele aplicate în denumirea compușilor ionici simpli alcătuiți din ioni monoatomici. Următoarele reguli pot fi aplicate în denumirea compușilor ionici:
  • Întotdeauna denumește anionul înaintea cationului; în formula chimică, cel care va apărea primul va fi cationul.
  • Când denumim cationul dintr-un compus ionic, nu includem cuvântul ion sau sarcina decât dacă este un cation polivalent. Aceasta înseamnă că trebuie să denumim doar elementul din care provine ionul (vezi Exemplul 2 mai jos).
  • Orice compus ionic va avea sarcina totală zero. Un alt mod de a spune acest lucru este că anionii și cationii trebuie mereu să se combine astfel încât sarcinile lor să se anuleze.
  • Numărul de cationi și anioni din formulă trebuie scris ca cea mai mică valoare întreagă posibilă. Spre exemplu, formula pentru clorura de sodiu este NaCl, nu Na2Cl2 sau alt multiplu al NaCl, chiar dacă sarcinile ar continua ca adunate să dea zero.
Haideți să analizăm câteva exemple:

Exemplul 1: Identificarea formulei chimice din denumire

Care este formula chimică a clorurii de potasiu?
Amintiți-vă că potasiul este un element din grupa 1 care formează un ion 1+. Ionul clorură, prin definiție, este un anion format din atomul de clor. Din moment ce clorul este în grupa 17,el va forma un anion 1-. Pentru că sarcinile celor doi ioni sunt egale și opuse, va exista un ion  K+ pentru fiecare anion  Cl și formula chimică va fi KCl. Amintiți-vă că indicii nu sunt utilizați atunci când există un singur atom / ion de un anumit tip.

Exemplul 2: Identificarea denumirii din formula chimică

Care este numele compusului ionic Mg3P2?
Magneziul, Mg, este un element din grupa a 2-a care va forma cationi 2+. Întrucât el formează de obicei cationi de un singur tip, nu trebuie să îi specificăm sarcina. Pur și simplu ne putem referi la cationul din compusul ionic ca la magneziu. Fosforul, P, este un element din grupa a 15-a și prin urmare formează anioni 3-. Pentru că este un anion, adăugăm numelui său sufixul -ură pentru a obține fosfură ca nume al ionului. Prin urmare, numele compusului este fosfură de magneziu.

Exersați: Denumiri și formule ale compușilor ionici

Problema 1
Care este formula chimică a bromurii de calciu?
Alege un răspuns:

Problema 2
Care este denumirea compusului SrF2?
Alege un răspuns:

Problema 3
Care sunt ionii prezenți în compusul Al2S3?
Alege un răspuns:

Denumirea compușilor ionici cu cationi polivalenți

Reamintim din discuția noastră anterioară că dacă un element poate forma mai mult de un tip de cation, trebuie să specificăm sarcina acelui cation. Sarcina cationului unui metal tranzițional este de obicei indicată folosind cifre romane aflate între paranteze după numele metalului—aceasta se mai numește și denumirea sistematică a cationului. Următorul tabel prezintă câțiva dintre cei mai cunoscuți ioni ai metalelor polivalente. Denumirea sistematică(oficială) e inclusă pentru toți ionii. Pentru câțiva dintre ei este inclusă și denumirea comună. Aceste denumiri comune sunt cumva învechite, dar ele sunt încă folosite, deci este folositor să le cunoașteți. Observați că ionii cu sarcini mai mici au sufixul -os în denumirea comună; ionii de sarcină mai mare au sufixul -ic. Spre exemplu, clorura feroasă (FeCl2) are denumirea ionului Fe2+, pe când clorura ferică (FeCl3) se întelege că are în componență Fe3+.
ElementIoni formațiDenumirea sistematicăDenumirea comună
CromCr2+crom(II)
Cr3+crom(III)
CobaltCo2+cobalt(II)
Co3+cobalt(III)
CupruCu+cupru(I)cupros
Cu2+cupru(II)cupric
FierFe2+fier(II)feros
Fe3+fier(III)feric
PlumbPb2+plumb(II)
Pb4+plumb(IV)
StaniuSn2+staniu(II)
Sn4+staniu(IV)stanic
Folosind acest tabel ca punct de plecare, haideți să vedem cum denumim compuși ionici ce conțin metale polivalente.

Exemplul 3: Denumirea compușilor ce conțin cationi polivalenți

Care este denumirea compusului PbCl4?
Atunci când denumim compuși ionici care conțin metale tranziționale, trebuie întâi să determinăm sarcina cationului metalului tranzițional. Putem deduce această sarcină calculând întâi sarcina anionului, pe care, cu siguranță, o cunoaștem deja.
Observăm că Cl este un halogen din grupa a 17-a, el formând anionul clorură Cl. Putem observa din formula chimică PbCl4 că în compus există patru ioni clorură. Sarcina totală negativă a celor patru ioni clorură este calculată mai jos:
Sarcina totală a anionilor=4×(1)=4
Pentru ca compusul să fie neutru din punct de vedere electric, cationul de plumb trebuie să fie Pb4+. Acest lucru se datorează faptului că sarcina 4+ a ionului va anula sarcina netă 4- a celor patru ioni clorură.
Prin urmare, denumirea PbCl4 este clorură de plumb(IV).

Exersați: Compuși ionici ce conțin cationi polivalenți

Care este denumirea compusului Co2S3?
Alege un răspuns:

Concluzie

Cationii sunt ioni încărcați pozitiv ce se formează atunci când atomi neutri cedează electroni ; anionii sunt ioni încărcați negativ formați atunci când atomi neutri primesc electroni. Este posibil să ne dăm seama de sarcinile anumitor ioni monoatomici uitându-ne la numărul grupei din tabelul periodic. Cu toate acestea, multe metale tranziționale sunt polivalente, ceea ce înseamnă că pot forma mai multe tipuri de cationi. Atunci când denumim acești cationi sau compușii în care ei se află, trebuie să le specificăm sarcina.
Cationii și anionii pot reacționa pentru a forma compuși ionici. Compușii ionici au în denumire întâi anionul și apoi cationul. Atunci când le scriem formulele chimice, cel care apare primul este cationul și apoi anionul. Compușii ionici trebuie să fie neutri din punct de vedere electric. Prin urmare, cationii și anionii trebuie să se combine în așa fel încât sarcina totală a cationilor să anuleze exact sarcina totală a anionilor.