a kémia szén kiterjedt; azonban a legtöbb ilyen kémia nem releváns ebben a fejezetben. A szén kémiájának egyéb aspektusai a szerves kémiáról szóló fejezetben jelennek meg. Ebben a fejezetben a karbonátionokra és a kapcsolódó anyagokra összpontosítunk. Az 1. és 2. csoportba tartozó fémek, valamint a cink, a kadmium, a higany és az ólom (II) Ionos karbonátokat képeznek—olyan vegyületeket, amelyek karbonát anionokat tartalmaznak, {\text{CO}}_{3}^{2-}. Az 1. csoportba tartozó fémek, a magnézium, a kalcium, a stroncium és a bárium szintén hidrogén-karbonátokat képeznek—olyan vegyületeket, amelyek hidrogén-karbonát aniont tartalmaznak, {\text{HCO}}_{3}^{-}, bikarbonát anion néven is ismert.

a magnézium-karbonát kivételével lehetséges az 1.és 2. csoportba tartozó fémek karbonátjainak előállítása a szén-dioxid megfelelő oxiddal vagy hidroxiddal történő reakciójával. Ilyen reakciók például:

{\text{Na}}_{2}\text{O}\left(s\right)+{\text{CO}}_{2}\left(g\right)\longrightarrow{\text{Na}}_{2}{\text{CO}}_{3}\left(s\right)
\text{Ca}{\left(\text{OH}\right)}_{2}\left(s\right)+{\text{CO}}_{2}\left(g\right)\longrightarrow{\text{CaCO}}_{3}\left(s\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)

a 12.csoportba tartozó alkáliföldfémek és az ólom(II) karbonátjai nem oldódnak. Ezek a karbonátok kicsapódnak, amikor oldható alkálifém-karbonát oldatot kevernek ezen fémek oldható sóinak oldatával. Példák a reakciók nettó ionos egyenleteire:

{\text{Ca}}^{2+}\left(aq\right)+{\text{CO}}_{3}{}^{2-}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{CaCO}}_{3}\left(s\right)
{\text{Pb}}^{2+}\left(aq\right)+{\text{CO}}_{3}{}^{2-}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{PbCO}}_{3}\left(s\right)p

a legtöbb puhatestű Gyöngye és héja kalcium-karbonát. Az ón(II) vagy az egyik háromértékű vagy tetravalens Ion, például az Al3+ vagy az Sn4+ ebben a reakcióban másképp viselkedik, mint a karbonát helyett szén-dioxid és a megfelelő oxid.

alkálifém-hidrogén-karbonátok, például NaHCO3 és CsHCO3 képződnek a hidroxidok oldatának szén-dioxiddal történő telítésével. A nettó ionos reakció magában foglalja a hidroxid-iont és a szén-dioxidot:

{\text{OH}}^{-}\left(aq\right)+{\text{CO}}_{2}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{HCO}}_{3}{}^{-}\left(aq\right)

lehetséges a szilárd anyagok izolálása a víz elpárologtatásával az oldatból.

bár tiszta vízben nem oldódnak, az alkáliföldfém-karbonátok szén-dioxidot tartalmazó vízben könnyen oldódnak, mivel hidrogén-karbonát-sók képződnek. Például barlangok és víznyelők alakulnak ki mészkőben, amikor a CaCO3 feloldódik oldott szén-dioxidot tartalmazó vízben:

{\text{CaCO}}_{3}\left(s\right)+{\text{CO}}_{2}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)\longrightarrow{\text{Ca}}^{2+}\left(aq\right)+{\text{2HCO}}_{3}{}^{-}\left(aq\right)

az alkáliföldfémek hidrogén-karbonátjai csak oldatban maradnak stabilak; az oldat elpárologtatása karbonátot eredményez. Az 1. ábrán látható cseppkövek és sztalagmitok barlangokban képződnek, amikor az oldott kalcium-hidrogén-karbonátot tartalmazó vízcseppek elpárolognak, hogy kalcium-karbonát lerakódást hagyjanak maguk után.

a kereskedelemben a legnagyobb mennyiségben használt két karbonát a nátrium-karbonát és a kalcium-karbonát. Az Egyesült Államokban a nátrium-karbonátot a trona, Na3(CO3)(HCO3)(H2O)2 ásványból extrahálják. Az agyag és egyéb szennyeződések eltávolítására szolgáló átkristályosítást követően az átkristályosított trona melegítése Na2CO3-t eredményez:

{\text{2Na}}_{3}\left({\text{CO}}_{3}\right)\left({\text{HCO}}_{3}\right){\left({\text{H}}_{2}\text{O}\right)}_{2}\left(s\right)\longrightarrow{\text{3Na}}_{2}{\text{CO}}_{3}\left(s\right)+{\text{5H}}_{2}\text{O}\left(l\right)+{\text{CO}}_{2}\left(g\right)

a karbonátok közepesen erős bázisok. A vizes oldatok bázikusak, mivel a karbonátion ebben a reverzibilis reakcióban elfogadja a vízből származó hidrogénionot:

{\text{CO}}_{3}{}^{2-}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)\rightleftharpoons{\text{HCO}}_{3}{}^{-}\left(aq\right)+{\text{OH}}^{-}\left(aq\right)

a karbonátok savakkal reagálva fém, gáznemű szén-dioxid és víz sóit képezik. Az antacid tumok hatóanyaga, a kalcium-karbonát sósavval (gyomorsavval) történő reakciója a 2. ábrán látható módon szemlélteti a reakciót:

{\text{CaCO}}_{3}\left(s\right)+\text{2HCl}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{CaCl}}_{2}\left(aq\right)+{\text{CO}}_{2}\left(g\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)p

a karbonátok egyéb alkalmazásai közé tartozik az üveggyártás—ahol a karbonátionok oxidionok forrásaként szolgálnak-és az oxidok szintézise.

a hidrogén-karbonátok amfoterek, mivel mind gyenge savak, mind gyenge bázisok. A hidrogén-karbonát ionok savakként működnek, és oldható hidroxidok oldataival reagálva karbonátot és vizet képeznek:

{\text{KHCO}}_{3}\left(aq\right)+\text{KOH}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{K}}_{2}{\text{CO}}_{3}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)

savakkal a hidrogén-karbonátok sót, szén-dioxidot és vizet képeznek. A szódabikarbóna (szódabikarbóna vagy nátrium-hidrogén-karbonát) nátrium-hidrogén-karbonát. A sütőpor szódabikarbónát és szilárd savat, például kálium-hidrogén-tartarátot (tartárkrém), KHC4H4O6 tartalmaz. Mindaddig, amíg a por száraz, nem következik be reakció; közvetlenül a víz hozzáadása után a sav reagál a hidrogén-karbonát-ionokkal, hogy szén-dioxidot képezzen:

{\text{HC}}_{4}{\text{H}}_{4}{\text{O}}_{6}{}^{-}\left(aq\right)+{\text{HCO}}_{3}{}^{-}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{C}}_{4}{\text{H}}_{4}{\text{O}}_{6}{}^{2-}\left(aq\right)+{\text{CO}}_{2}\left(g\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)

a tészta csapdába ejti a szén-dioxidot, ami sütés közben kitágul, ami a pékáruk jellegzetes textúráját eredményezi.

szószedet

bikarbonát anion: a hidrogén-karbonát-ion sója, {\text{HCO}}_{3}{}^{-}

karbonát: az anion sója {\text{CO}}_{3}{}^{2-}; gyakran képződik szén-dioxid reakciójával bázisokkal

hidrogén-karbonát: szénsav sója, H2CO3 (az aniont tartalmazó {\text{HCO}}_{3}{}^{-} ) amelyben egy hidrogénatomot helyettesítettek; savas karbonát; más néven bikarbonát-ion