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

Ioni poliatomici

Cum poți denumi compuși ionici ce conțin ioni poliatomici
În acest articol, vom discuta despre ionii poliatomici. Prefixul poli- înseamnă mai mulți, deci un ion poliatomic este un ion care conține mai mult de un atom. Aceasta reprezintă diferența dintre ionii poliatomici și cei monoatomici, care conțin doar un atom. Exemplele de ioni monoatomici includ Na+, Fe3+, Cl și mulți alții. Studierea acestui articol presupune ca voi să aveți cunoștințe despre ionii monoatomici, precum și despre convențiile de denumire a compușilor ionici și de scriere a formulelor chimice ale acestora.
Pentru o revizuire a acestor subiecte, citiți acest articol despre ionii monoatomici și denumirea compușilor ionici.
Ionii poliatomici sunt peste tot! Creta este compusă din carbonat de calciu, CaCO3, care conține cationi de calciu, Ca2+, și anioni carbonat, CO32, aceștia fiind ioni poliatomici. Credit de imagine: Alice on Flickr, CC BY-NC-ND 2.0

Structura ionilor poliatomici

Ne putem gândi la ionii poliatomici comparându-i cu cei monoatomici. Un ion monoatomic reprezintă un atom care a fost ionizat prin cedarea sau acceptarea de electroni. Ion are sarcină netă pentru că numărul total de electroni nu este egal cu numărul total de protoni din nucleu. Astfel, în comparație cu un atom neutru, avem electroni în plus—în cazul anionilor—sau nu avem destui electroni—în cazul cationilor. Spre exemplu, un atom neutru de clor are numărul atomic 17, ceea ce înseamnă că posedă 17 protoni și 17 electroni. La un moment dat, atomul neutru va primi un electron adițional, devenind astfel anionul clorură, Cl:
             Cl   +   e      Cl
    17electroni              18electroni
     17protoni                17protoni
După primirea electronului, anionul clorură are 17 protoni și 18 electroni. Din moment ce există un electron în plus față de numărul de protoni, ionul are sarcina netă 1-.
În mod asemănător, ne putem gândi la un ion poliatomic ca la o moleculă care a fost ionizată prin cedarea sau acceptarea de electroni. Într-un ion poliatomic, grupul de atomi legați covalent are sarcină netă întrucât numărul total de electroni din moleculă nu este egal cu numărul total de protoni din moleculă. Când desenăm diagrame de structură Lewis, sarcina totală a ionului poliatomic este egală cu suma sarcinilor formale ale fiecărui atom din ion.
Structura Lewis a ionului hidroxid.
Structura Lewis cu puncte a ionului hidroxid. Punctele din jurul O indică trei perechi electronice neparticipante, iar linia dintre H și O reprezintă o legătură covalentă ce conține doi electroni puși în comun. Sarcina totală a ionului poliatomic este 1-, lucru indicat în colțul din dreapta sus al parantezelor. Credit de imagine: Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0
Spre exemplu, haideți să analizăm ionul poliatomic OH, cunoscut drept hidroxid. În stânga vedem structura cu puncte a ionului hidroxid. El conține un atom de oxigen și un atom de hidrogen. Linia dintre aceștia reprezintă legătura covalentă, care conține doi electroni puși în comun între H și O. Punctele din jurul O reprezintă perechi neparticipante de electroni. În ionul hidroxid, oxigenul are trei astfel de perechi, ceea ce duce în total la șase electroni neparticipanți.
Sarcina ionului hidroxid este indicată punând întreaga structură în paranteze pătrate ce au sarcina pusă în colțul din dreapta sus. Observăm că ionul are sarcina 1-, ceea ce înseamnă că el are cu un electron mai mult decât protonii din nucleii de hidrogen și oxigen la un loc.
Verificarea conceptului: Câți protoni și electroni sunt într-un ion hidroxid?

Ioni poliatomici cunoscuți

Ionii poliatomici sunt peste tot! Ionii bicarbonat, HCO3, ajută la menținerea nivelului de pH din sânge, pe când ionii fosfat, PO43, sunt extrem de importanți în diverse procese metabolice. Familiarizarea cu numele, sarcinile și formulele celor mai cunoscuți ioni poliatomici va fi de ajutor în recunoașterea compușilor ionici și anticiparea reactivității lor. Următorul tabel enumeră câțiva dintre cei mai cunoscuți ioni poliatomici.
FormulăDenumireFormulăDenumireHg22+Mercur(I)SCNSulfocianatNH4+AmoniuCO32CarbonatNO2AzotitHCO3Carbonat acid (bicarbonat*)NO3AzotatClOHipocloritSO32SulfitClO2CloritSO42SulfatClO3CloratHSO4Sulfat acid (bisulfat*)ClO4PercloratOHHidroxidC2H3O2(sau CH3COO)AcetatCNCianurăMnO4PermanganatPO43FosfatCr2O72DicromatHPO42HidrogenfosfatCrO42CromatH2PO4DihidrogenfosfatO22PeroxidC2O42Oxalat
* O denumire informală, dar folosită adesea.
Ne vom referi la ionii poliatomici din tabel până la sfârșitul articolului!

Denumirea și formulele chimice ale compușilor ce conțin ioni poliatomici

Probabil poți găsi ioni poliatomici în propria bucătărie! Praful de copt este un nume des întâlnit al bicarbonatului de sodiu, NaHCO3, care conține ionul bicarbonat HCO3. Credit de imagine: pixabay, CC0 1.0
Acum că am făcut referire la o mare parte din cei mai cunoscuți ioni poliatomici, haideți să analizăm cum putem denumi și scrie formulele chimice ale compușilor care îi conțin. Există două lucruri importante de ținut minte:
  1. Dacă un compus conține mai mult de un ion poliatomic de același tip, trebuie să plasăm ionul între paranteze înainte de a folosi indici pentru a indica câți ioni din acel tip există în compus.
  2. Sarcina totală a compusului ionic trebuie să fie neutră, ceea ce înseamnă că suma sarcinilor cationilor și anionilor trebuie să fie zero. Putem folosi această regulă pentru a ne da seama care este formula unui compus ionic atunci când cunoaștem sarcina anionului și cationului. Această regulă poate fi folositoare și pentru a deduce sarcina unui ion atunci când cunoaștem formula chimică a compusului ionic.
Haideți să analizăm câteva exemple.

Exemplul 1: Determinarea formulei chimice din denumirea compusului

Care este formula chimică a hidroxidului de calciu?
Calciul este un metal alcalino-pământos—Grupa a 2-a a tabelului periodic—deci el formează ioni cu sarcina 2+. Din tabelul nostru, știm că ionul hidroxid are formula OH, iar aceasta înseamnă că are sarcina 1-. Vom avea nevoie de doi ioni hidroxid pentru a anula sarcina 2+ a Ca2+. Atunci când scriem formula, punem paranteze în jurul OH urmate de indicele 2, pentru a arăta clar că există doi ioni hidroxid pentru fiecare cation Ca2+. Prin urmare, formula chimică a compusului este Ca(OH)2.
Verificarea conceptului: De ce CaOH2 nu ar fi formula corectă pentru hidroxidul de calciu?

Exemplul 2: Denumirea compușilor ionici care conțin ioni poliatomici

Care este denumirea compusului cu formula Ni3(PO4)2?
Atunci când denumim compuși ionici, este de folos să împărțim formula în cationi și anioni. În acest compus, cationul provine din nichel. Nichelul este un metal tranzițional care poate forma mai multe tipuri de cationi cu sarcini diferite. Asta înseamnă că trebuie să determinăm sarcina ionului de nichel din acest compus pentru a o putea specifica atunci când denumim compusul! Din fericire, cunoaștem sarcina anionului: fosfatul este un ion poliatomic care are întotdeauna sarcina 3-. Din moment ce sarcina totală a unui compus ionic este zero, ne putem folosi de formula chimică și de sarcina ionului fosfat pentru a calcula sarcina ionului de nichel:
Sarcina totală=0=(# cationi×sarcină cation)+(# anioni×sarcină anion)
Dacă rearanjăm această ecuație, observăm că suma sarcinilor cationilor trebuie să fie egală cu 1 înmulțit cu suma sarcinilor anionilor.
# cationi×sarcină cation=1×(# anioni×sarcină anion)
Putem înlocui valorile pentru numărul de cationi și anioni—din formula chimică—și apoi sarcina anionului, iar după aceea aflăm sarcina ionului de nichel:
3×sarcină cation=1×(2×3)=6+sarcină cation=6+3=2+
Acum știm că în compus cationul este nichel(II). Pentru a denumi întregul compus, începem cu numele anionului, urmat de numele cationului căruia îi precizăm sarcina între paranteze folosind cifre romane .
Prin urmare, denumirea compusului este fosfat de nichel(II).

Exemplul 3: Împărțirea unui compus ionic în ioni

Care sunt ioni constituenți ai compusului Ca(MnO4)2?
Specificați formula, sarcina și numărul fiecărui ion.
Când analizăm formula unui compus ionic, începem prin a căuta formulele ionilor cunoscuți. În acest caz, observăm că MnO4, permanganat, este unul din ionii poliatomici enumerați în tabelul de mai sus. Observăm că în acest compus există doi ioni permanganat.
Întrucât ionul permanganat are sarcina 1-, el contribuie cu sarcina de 2×(1)=2 la compusul ionic. Reamintim că în cazul tuturor compușilor ionici, sarcina totală a compusului trebuie să fie zero. Prin urmare, calciul trebuie să fie prezent sub forma cationului Ca2+ pentru a anula sarcina 2- a celor doi ioni MnO4.
Pentru a ne verifica raționamentul, ne putem întreba, "Calciul formează de obicei cationi cu sarcina 2+?". Întrucât Ca este un metal din grupa a 2-a, el va pierde doi electroni pentru a forma cationi 2+. Astfel, răspunsul nostru este în concordanță cu cunoștințele noastre despre reactivitatea chimică, perfect!
Prin urmare, compusul ionic Ca(MnO4)2 conține un cation Ca2+ și doi anioni MnO4.
Uneori ne poate fi folositor să împărțim un compus ionic în ionii constituenți. Un exemplu de astfel de situație este atunci când un compus ionic e dizolvat în apă. Mulți compuși ionici sunt solubili în apă, iar ionii constituenți disociază atunci când sunt în soluție. Ionii disociați pot apoi să participe în alte reacții, independenți de alți ioni din compusul ionic original.

Concluzie

Așa cum ionii se formează când atomi neutri primesc sau cedează electroni, un ion poliatomic este format când o moleculă neutră primește sau cedează electroni. Prin urmare, un ion poliatomic este un grup de atomi legați covalent care are sarcină proprie datorită faptului că numărul total de electroni din moleculă nu este egal cu numărul total de protoni din moleculă. Într-o structura Lewis cu puncte a unui ion poliatomic, suma sarcinilor formale ale tuturor atomilor trebuie să fie egală cu sarcina totală a ionului.
Cunoașterea celor mai des întâlniți ioni poliatomici va fi folositoare în recunoașterea compușilor ionici și a reactivității lor. Deși învățarea tuturor ionilor poliatomici poate părea descurajatoare, există șabloane ale formulelor, denumirilor și sarcinilor ionilor. Aceste șabloane pot fi învățate, deci nu trebuie să memorezi toți ionii.
Bonus: Odată ce ai învățat ionii poliatomici, poți juca jocul, "Găsește ionul poliatomic," ce presupune găsirea unor exemple de compuși prezenți în viața de zi cu zi care conțin ioni poliatomici. În acest articol, am dat ca exemplu praful de copt și creta. Poți găsi altele? Pont: consultați lista de ingrediente pentru diverse loțiuni, șampon sau pastă de dinți. Simte-te liber să postezi alte exemple în comentariile de mai jos!

Exersează!

Problema 1
Care e formula chimică a fosfat-hidrogenului de litiu?
Alege un răspuns:

Problema 2
Care e denumirea compusului cu formula chimică (NH4)2S?
Alege un răspuns:

Problema 3
Care sunt ionii constituenți ai compusului FeCr2O7?
Specificați formula, sarcina și numărul fiecărui ion.
Alege un răspuns: