cele nauki

• napisz wzór chemiczny na prosty związek jonowy.
• Rozpoznaj jony poliatomowe we wzorach chemicznych.

zgodnie z konwencją, Załóżmy, że istnieje tylko jeden atom, jeśli indeks dolny nie jest obecny. Nie używamy 1 jako indeksu dolnego.

przykład \(\PageIndex{1}\)

napisz wzór chemiczny związku jonowego złożonego z każdej pary jonów.

1. jon sodu i Jon siarki
2. Jon glinu i Jon fluorku
3. Jon żelaza 3+ i Jon tlenu

roztwór

1. aby uzyskać oktet powłoki walencyjnej, sód tworzy Jon Z 1+ ładunek, podczas gdy jon siarki ma ładunek 2. Dwa jony sodu 1+ są potrzebne do zrównoważenia ładunku 2 na Jonie siarki. Zamiast zapisywać formułę jako \(\ce{NaNaS}\), skracamy ją zgodnie z konwencją do \(\ce{Na2S}\).
2. Jon glinu ma ładunek 3+, podczas gdy jon fluorkowy utworzony przez fluor ma ładunek 1. Trzy jony 1-fluoru są potrzebne do zrównoważenia ładunku 3+ na Jonie aluminium. Ta kombinacja jest zapisana jako \(\ce{AlF3}\).
3. żelazo może tworzyć dwa możliwe jony, ale Jon z ładunkiem 3+ jest tutaj określony. Atom tlenu ma ładunek 2 jako Jon. Aby zrównoważyć ładunki dodatnie i ujemne, patrzymy na najmniejszą wspólną wielokrotność-6: dwa jony żelaza 3+ dadzą 6+, podczas gdy trzy jony tlenu 2 dadzą 6 -, równoważąc w ten sposób ogólne ładunki dodatnie i ujemne. Zatem wzór na ten związek jonowy to \(\ce{Fe2O3}\). Alternatywnie należy zastosować metodę opłat krzyżowych przedstawioną na rysunku 3.3.2.

ćwiczenie \(\PageIndex{1}\)

napisz wzór chemiczny związku jonowego złożonego z każdej pary jonów.

1. jon wapnia i Jon tlenu
2. Jon miedzi 2+ i Jon siarki
3. Jon miedzi 1+ i Jon siarki

odpowiedź A:

Cao

odpowiedź b:

CuS

odpowiedź c:

Cu2S

jony Poliatomowe

niektóre jony składają się z grup atomów kowalencyjnie połączonych ze sobą i mają ogólny ładunek elektryczny. Ponieważ jony te zawierają więcej niż jeden atom, nazywane są jonami poliatomowymi. Struktury Lewisa, nazwy i wzory niektórych jonów poliatomowych znajdują się w tabeli 3.3.1.

Table \(\PageIndex{1}\): Niektóre jony Poliatomowe

mają zdefiniowane wzory, nazwy i ładunki, których nie można modyfikować w żaden sposób. Table \(\PageIndex{2}\) wymienia nazwy jonów i wzory jonów najczęstszych jonów poliatomowych. Na przykład \(\ce{NO3^ { – }}\) to jon azotanowy; ma jeden atom azotu i trzy atomy tlenu oraz ogólny ładunek 1. Rysunek \(\PageIndex{2}\) zawiera listę najczęstszych jonów poliatomowych.

Table \(\PageIndex{2}\): Ion Names and Ion Formulas of Common Polyatomic Ions

Ion Name	Ion Formula
ammonium ion	NH4+1
hydroxide ion	OH−1
cyanide ion	CN−1
carbonate ion	CO3−2
bicarbonate or hydrogen carbonate	HCO3−
acetate ion	C2H3O2−1 or CH3CO2−1
nitrate ion	NO3−1
nitrite ion	NO2−1
sulfate ion	SO4−2
sulfite ion	SO3−2
phosphate ion	PO4−3
phosphite ion	PO3−3

Note that only one polyatomic ion in this Table, the ammonium ion (NH4+1), is a cation. This polyatomic ion contains one nitrogen and four hydrogens that collectively bear a +1 charge. Pozostałe jony poliatomowe są naładowane ujemnie i dlatego są klasyfikowane jako aniony. Jednak tylko dwa z nich, jon wodorotlenku i Jon cyjanku, są nazwane przy użyciu przyrostka „- ide”, który zazwyczaj wskazuje na ujemnie naładowane cząstki. Pozostałe aniony poliatomowe, które zawierają tlen, w połączeniu z innym niemetalem, istnieją jako część serii, w której liczba tlenu w jednostce poliatomowej może się różnić. Jak wielokrotnie podkreślano w kilku częściach tego tekstu, żadne dwa wzory chemiczne nie powinny mieć wspólnej nazwy chemicznej. Pojedynczy przyrostek, „- ide”, jest niewystarczający do odróżnienia nazw anionów w pokrewnych seriach poliatomicznych. W związku z tym stosuje się przyrostki „-ate” i „-ite” w celu oznaczenia, że odpowiadające im jony poliatomowe należą do szeregu. Dodatkowo, przyrostki te wskazują również względną liczbę tlenu, które są zawarte w jonach poliatomowych. Zauważ, że wszystkie jony poliatomowe, których nazwy kończą się na „-ate”, zawierają o jeden więcej tlenu niż aniony poliatomowe, których nazwy kończą się na „-ITE.”Niestety, podobnie jak w powszechnym systemie nazewnictwa metali przejściowych, przyrostki te wskazują jedynie względną liczbę tlenków zawartych w jonach poliatomowych. Na przykład jon azotanowy, który jest symbolizowany jako NO3−1, mA o jeden więcej tlenu niż jon azotynowy, który jest symbolizowany jako NO2−1. Jednak jon siarczanowy jest symbolizowany jako SO4−2. Podczas gdy zarówno jon azotanowy, jak i Jon siarczanowy mają wspólny przyrostek „- ate”, pierwszy zawiera trzy tlenki, ale drugi zawiera cztery. Ponadto zarówno jon azotanowy, jak i Jon siarczynowy zawierają trzy tlenki, ale te poliatomowe jony nie mają wspólnego przyrostka. Niestety, względna natura tych przyrostków nakazuje, że kombinacje jonów formula_1/nazw jonów jonów poliatomowych muszą być po prostu zapamiętane.

zasada konstruowania wzorów dla związków jonowych zawierających jony poliatomowe jest taka sama jak dla wzorów zawierających jony jednoatomowe: ładunki dodatnie i ujemne muszą się równoważyć. Jeśli więcej niż jeden z jonów poliatomowych jest potrzebny do zrównoważenia ładunku, cały wzór dla jonu poliatomowego musi być ujęty w nawiasach, A Indeks liczbowy jest umieszczony poza nawiasem. Ma to na celu pokazanie, że indeks dolny odnosi się do całego jonu poliatomowego. Poniżej przedstawiono dwa przykłady:

rozpoznawanie związków jonowych

istnieją dwa sposoby rozpoznawania związków jonowych. Po pierwsze, związki między pierwiastkami metalowymi i niemetalowymi są zwykle jonowe. Na przykład CaBr2 zawiera pierwiastek metaliczny (wapń, metal z grupy 2A) i niemetalowy (brom, niemetal z grupy 7A). Dlatego jest to najprawdopodobniej związek jonowy. (W rzeczywistości jest jonowy.) Natomiast związek NO2 zawiera dwa pierwiastki, które są niemetalami (azot z grupy 5A i tlen z grupy 6A). Nie jest związkiem jonowym, należy do kategorii związków kowalencyjnych. Należy również zauważyć, że ta kombinacja azotu i tlenu nie ma określonego ładunku elektrycznego, więc nie jest to jon azotynowy.

Po drugie, jeśli rozpoznasz wzór jonu poliatomowego w związku, związek jest jonowy. Na przykład, jeśli widzisz wzór \(\ce{Ba (NO3)2}\), możesz rozpoznać część „NO3” jako Jon azotanowy, \(\rm{NO_3^−}\). (Pamiętaj, że konwencja pisania wzorów dla związków jonowych nie obejmuje ładunku jonowego.) Jest to wskazówka, że druga część wzoru, \(\ce{Ba}\), jest w rzeczywistości Jonem \(\ce{Ba^{2+}}\), z ładunkiem 2+ równoważącym całkowity ładunek 2 z dwóch jonów azotanowych. Tak więc związek ten jest również jonowy.

5. Napisz wzór chemiczny dla związku jonowego utworzonego przez każdą parę jonów.

1. K+ i CL−
2. Mg2+ i CL−
3. Mg2+ i Se2−

6. Napisz wzór chemiczny dla związku jonowego utworzonego przez każdą parę jonów.

1. na+ I N3−
2. Mg2+ i N3−
3. Al3+ i S2−

7. Napisz wzór chemiczny dla związku jonowego utworzonego przez każdą parę jonów.

1. Li+ i N3−
2. Mg2+ i P3−
3. Li+ i P3−

8. Napisz wzór chemiczny dla związku jonowego utworzonego przez każdą parę jonów.

1. Fe3+ i Br−
2. Fe2+ i Br−
3. Au3+ i S2−
4. Au+ i S2−

9. Napisz wzór chemiczny dla związku jonowego utworzonego przez każdą parę jonów.

1. Cr3+ i O2−
2. Cr2+ i O2−
3. Pb2+ i Cl−
4. Pb4+ i Cl−

10. Napisz wzór chemiczny dla związku jonowego utworzonego przez każdą parę jonów.

1. Cr3+ i NO3−
2. Fe2+ i PO43−
3. Ca2+ i CrO42−
4. Al3+ i OH−

11. Napisz wzór chemiczny dla związku jonowego utworzonego przez każdą parę jonów.

1. NH4+ i NO3−
2. H+ I Cr2O72−
3. Cu+ i CO32−
4. Na+ I HCO3−

12. Dla każdej pary pierwiastków określ ładunek dla ich jonów i napisz odpowiedni wzór na powstały między nimi związek jonowy.

1. Ba I S
2. Cs I I

13. Dla każdej pary pierwiastków określ ładunek dla ich jonów i napisz odpowiedni wzór na powstały między nimi związek jonowy.

1. K I S
2. Sc I Br

14. Które związki według pana są jonowe?

1. Li2O
2. (NH4)2o
3. CO2
4. FeSO3
5. C6H6
6. C2H6O

15. Które związki według pana są jonowe?

1. Ba(OH)2
2. CH2O
3. NH2CONH2
4. (NH4)2CRO4
5. C8H18
6. NH3