CÁC ION ĐA NGUYÊN TỬ: DANH SÁCH VÀ BÀI TẬP - HÓA HỌC

Các ion đa nguyên tử là những ion có chứa từ hai nguyên tử trở lên, vì vậy chúng còn được gọi với cái tên là ion phân tử. Ngược lại, các ion đơn nguyên chỉ có một nguyên tử, và có nguồn gốc từ sự tăng hoặc mất electron của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

Ví dụ, nếu chúng ta nhìn vào kim loại, chúng ta sẽ nhận được các cation: Na ⁺ , Mg ²⁺ , Ga ³⁺ , Ti ⁴⁺ , v.v. Trong khi đó, các nguyên tố phi kim về bản chất sẽ cho chúng ta các anion: O ^2- , S ^2- , F ^- , N ^3- , v.v. Trong chúng, điện tích ion được bản địa hóa hoàn toàn, và ở một mức độ nhất định, điều tương tự cũng xảy ra với các ion đa nguyên tử; mặc dù có hàng ngàn trường hợp ngoại lệ.

Trong thạch cao của vật trang trí, chúng ta tìm thấy ion sunfat, là ion đa nguyên tử và cũng đi kèm với các phân tử canxi và nước. Nguồn: Pixnio

Trong một ion đa nguyên tử, điện tích âm thường nằm trên các nguyên tử có độ âm điện cao nhất và tình huống như vậy chỉ có thể xảy ra nếu có các liên kết cộng hóa trị bên trong. Khi có các liên kết cộng hóa trị, chúng ta đang đối mặt với một phân tử tích điện ion hoặc phức kim loại. Các loại ion này rất phổ biến trong hóa học hữu cơ.

Ví dụ, trong hóa học vô cơ, một trong những ion được biết đến nhiều nhất là anion sunfat, SO ₄^2- . Như có thể thấy, nó có hai nguyên tố: lưu huỳnh và oxy, tổng cộng có 5 nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết SO. SO ₄^2- là một phần của thạch cao và các loại khoáng vật của nó, được sử dụng rộng rãi từ thời cổ đại trong công việc xây dựng.

Danh sách các ion đa nguyên tử phổ biến nhất

Một số ion đa nguyên tử phổ biến hơn sẽ được đề cập dưới đây. Hai trong số chúng, rất quan trọng trong hóa học của các dung dịch, đến từ cùng một loại nước.

Hydronium

Cation hydronium, H ₃ O ⁺ , là một trong những cation đa nguyên tử đơn giản nhất. Điện tích dương nằm trên nguyên tử oxy trung tâm. Nó được tạo ra khi một phân tử nước thu được hydro.

Hydroxyl

Còn được gọi là hydroxyl, OH ^- , là một anion đa nguyên tử chỉ bao gồm hai nguyên tử liên kết cộng hóa trị, OH. Điện tích âm nằm trên nguyên tử oxy và được tạo ra khi phân tử nước mất hydro.

Cacbonat

Các anion cacbonat, CO ₃^2- , được tìm thấy trong đá vôi và đá cẩm thạch, cũng như phấn trên bảng đen. Hai điện tích âm của nó được phân chia bởi sự cộng hưởng giữa ba nguyên tử oxy, carbon là nguyên tử trung tâm.

Nitrat

Anion nitrat, NO ₃^- , cần thiết cho thực vật, có cấu trúc rất giống với cacbonat. Một lần nữa, điện tích âm được phân chia giữa các oxy vì chúng là những nguyên tử có độ âm điện cao nhất.

Amoni

Sau hydronium, amoni, NH ₄⁺ , là cation có liên quan nhất vì nó có nguồn gốc từ amoniac, một loại khí cần thiết cho vô số quy trình công nghiệp. Nitơ là nguyên tử trung tâm, và mặc dù có độ âm điện cao nhất, nó có điện tích dương do mất một điện tử khi hình thành bốn liên kết NH.

Peroxide

Anion peroxit, O ₂^2- , đặc biệt bởi vì nó là nguyên tử và hạt nhân, có liên kết OO.

Oxalat

Anion oxalat, C ₂ O ₄^2- , có nguồn gốc từ axit oxalic, và theo nghĩa đen là một viên sỏi trong thận.

Phốt phát

Anion photphat, PO ₄^3- , có độ lớn điện tích, được phân chia giữa bốn nguyên tử photpho của nó bằng cách cộng hưởng. Nó được tìm thấy trong các khoáng chất dồi dào và tạo nên các tinh thể của xương.

Xyanua

Anion xianua, CN ^- , cũng là nguyên tử nhưng là hạt nhân. Điện tích âm nằm trên nguyên tử nitơ, và nó có một liên kết ba, C≡N ^- .

Axetat

Axetat, CH ₃ COO ^- , có lẽ là anion đa nguyên tử hữu cơ tiêu biểu nhất. Lưu ý rằng nó có ba nguyên tố và đặc tính phân tử hơn các ion khác (nhiều liên kết cộng hóa trị hơn). Anion này có thể thu được từ giấm trung hòa với natri bicacbonat.

Pemanganat

Cho đến nay chưa có ion đa nguyên tử nào có nguyên tử trung tâm không phải là nguyên tố phi kim có độ âm điện. Tuy nhiên, trong trường hợp của pemanganat, nguyên tử trung tâm là kim loại chuyển tiếp, mangan, MnO ₄^- , với điện tích âm được phân chia giữa bốn nguyên tử của nó.

Anion này rất dễ nhận ra vì các hợp chất của nó thường có tinh thể màu tím sáng, làm cho dung dịch của chúng có màu giống nhau.

Chromate

Tương tự như trường hợp của pemanganat, cromat, CrO ₄^2- , có crom là nguyên tử trung tâm của nó. Không giống như MnO ₄^- , cromat là hóa trị hai và màu của các dung dịch của nó không phải là màu tím mà là màu vàng.

Bài tập

Bài tập 1

Những ion nào tạo nên muối sau đây? NH ₄ NaCO ₃

Công thức hóa học đã tự tiết lộ sự hiện diện của cation natri, Na ⁺ , vì nó sẽ luôn ở dạng đa nguyên tử và sẽ không hình thành liên kết cộng hóa trị. Ở bên phải, có thể nhận ra ngay anion cacbonat, CO ₃^2- ; trong khi ở bên trái, cation amoni nổi bật. Do đó, các ion là: NH ₄⁺ , Na ⁺ và CO ₃^2- (natri và amoni cacbonat).

Bài tập 2

Những ion nào tạo nên muối sau đây và có bao nhiêu công thức cấu tạo của chúng? MgKPO ₄

Một lần nữa, chúng tôi tìm kiếm các ion đơn nguyên trước; trong trường hợp này là kali, K ⁺ và magiê, Mg ²⁺ . Chúng tôi còn lại với anion phốt phát, PO ₄^3- , có thể nhìn thấy ở phía bên phải của công thức. Theo công thức, chúng ta có một ion của mỗi ion, có tỷ lệ là 1: 1: 1 (1 Mg ²⁺ : 1 K ⁺ : 1 PO ₄^3- ).

Bài tập 3

Hợp chất sau có những ion nào? AlOH ₃ . Có một vấn đề với nó?

Công thức dẫn đến sự nhầm lẫn. Điều này cũng có thể được viết là: AlH ₃ O. Do đó, nó sẽ có hai cation: Al ³⁺ và H ₃ O ⁺ , vi phạm sự bảo toàn tính trung hòa của ion. Nhất thiết phải có điện tích âm chống lại bốn điện tích dương này.

Theo suy luận này, hợp chất AlOH ₃ không thể tồn tại. Còn Al (OH) ₃ thì sao? Nó vẫn có cation Al ³⁺ hóa trị ba , nhưng bây giờ nó có một anion nổi tiếng: hydroxyl, OH ^- . Phải có ba OH ^- để trung hòa điện tích dương của Al ³⁺ , và đó là lý do tại sao tỷ lệ là 1: 3 (1 Al ³⁺ : 3 OH ^- ).

Bài tập 4

Hợp chất sau có những ion nào? K ₂ Ti (CN) ₄

Từ ví dụ về Al (OH) _3, chúng ta biết rằng những gì bên trong dấu ngoặc đơn là một anion đa nguyên tử; trong trường hợp này, xyanua, CN ^- . Tương tự như vậy, kali là một cation dạng K ⁺ , và có hai trong số đó trong công thức, chúng sẽ thêm hai điện tích dương. Chúng ta sẽ thiếu hai điện tích dương khác, chỉ có thể đến từ titan, Ti ²⁺ .

Do đó, K ₂ Ti (CN) ₄ có các ion sau: K ⁺ , Ti ²⁺ và CN ^- , theo tỷ lệ 2: 1: 4 (2 K ⁺ : 1 Ti ²⁺ : 4 CN ^- ).

Người giới thiệu

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Hóa học hữu cơ. Các amin. ( ^Tái bản ^{lần thứ} 10. ). Wiley Plus.
Wikipedia. (Năm 2020). Ion đa nguyên tử. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
Đại học Washington. (2001). Bảng của các ion đa nguyên tử thường gặp. Khôi phục từ: chemistry.wustl.edu
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 12 tháng 1 năm 2019). Ion đa nguyên tử: Định nghĩa và các ví dụ. Phục hồi từ: thinkco.com
Học viện Khan. (Năm 2020). Đa ion. Phục hồi từ: es.khanacademy.org

CÁC ION ĐA NGUYÊN TỬ: DANH SÁCH VÀ BÀI TẬP - HÓA HỌC - 2026