Che denota lo stato di caricamodifica
Notazioni equivalenti per un atomo di ferro (Fe) che ha perso due elettroni, indicato come ferroso.
Quando si scrive la formula chimica per uno ion, la sua carica netta viene scritta in apice immediatamente dopo la struttura chimica per la molecola / atomo. La carica netta è scritta con la grandezza prima del segno; cioè, un catione doppiamente carico è indicato come 2+ invece di +2., Tuttavia, l’entità della carica viene omessa per molecole/atomi caricati singolarmente; ad esempio, il catione di sodio è indicato come Na+ e non Na1+.
Un modo alternativo (e accettabile) di mostrare una molecola / atomo con cariche multiple è estraendo i segni più volte, questo è spesso visto con i metalli di transizione. I chimici a volte circondano il segno; questo è semplicemente ornamentale e non altera il significato chimico. Tutte e tre le rappresentazioni di Fe2+
, Fe++ e Fe shown mostrate nella figura, sono quindi equivalenti.,
Numeri romani misti e notazioni di carica per lo ur uranile. Lo stato di ossidazione del metallo è mostrato come numeri romani soprascritti, mentre la carica dell’intero complesso è mostrata dal simbolo dell’angolo insieme alla grandezza e al segno della carica netta.
Gli ioni monatomici sono talvolta indicati anche con numeri romani, in particolare in spettroscopia; ad esempio, l’esempio Fe2+
visto sopra è indicato come Fe(II) o FeII., Il numero romano indica lo stato di ossidazione formale di un elemento, mentre i numeri indo-arabi superscripted denotano la carica netta. Le due notazioni sono, quindi, scambiabili per ioni monatomici, ma i numeri romani non possono essere applicati agli ioni poliatomici. Tuttavia, è possibile mescolare le notazioni per il singolo centro metallico con un complesso poliatomico, come mostrato dall’esempio dello ur uranile.
sottoclAssi
Se uno electrons contiene elettroni spaiati, viene chiamato radical radicale. Proprio come i radicali non caricati, gli ioni radicali sono molto reattivi., Gli ioni poliatomici contenenti ossigeno, come carbonato e solfato, sono chiamati ossianioni. Gli ioni molecolari che contengono almeno un legame carbonio-idrogeno sono chiamati ioni organici. Se la carica in uno organic organico è formalmente centrata su un carbonio, viene definita carbocation (se caricata positivamente) o carbanion (se caricata negativamente).
Formazionemodifica
Formazione di ioni monatomicimodifica
Gli ioni monatomici sono formati dal guadagno o dalla perdita di elettroni nel guscio di valenza (il guscio più esterno dell’elettrone) in un atomo., I gusci interni di un atomo sono pieni di elettroni che sono strettamente legati al nucleo atomico caricato positivamente, e quindi non partecipano a questo tipo di interazione chimica. Il processo di guadagno o perdita di elettroni da un atomo o molecola neutra è chiamato ionizzazione.
Gli atomi possono essere ionizzati dal bombardamento con radiazioni, ma il più comune processo di ionizzazione incontrato in chimica è il trasferimento di elettroni tra atomi o molecole. Questo trasferimento è solitamente guidato dal raggiungimento di configurazioni elettroniche stabili (“closed shell”)., Gli atomi guadagneranno o perderanno elettroni a seconda di quale azione richiede meno energia.
Ad esempio, un atomo di sodio, Na, ha un singolo elettrone nel suo guscio di valenza, che circonda 2 gusci interni stabili e pieni di 2 e 8 elettroni. Dal momento che questi riempito i gusci sono molto stabili, un atomo di sodio tende a perdere il suo elettrone supplementare e ottenere questa configurazione stabile, diventando un catione sodio nel processo
Na → Na+
+
e−
d’altra parte, un atomo di cloro, Cl, ha 7 elettroni nel suo valence shell, che è una breve dello stabile, pieno di shell con 8 elettroni., Quindi, un atomo di cloro tende a guadagnare un elettrone in più e raggiungere una configurazione stabile a 8 elettroni, diventando un anione cloruro nel processo:
Cl +
e−
→ Cl –
Questa forza motrice è ciò che causa il sodio e il cloro a subire una reazione chimica, in cui l’elettrone “extra” viene trasferito dal sodio al cloro, formando cationi Essendo caricati in modo opposto, questi cationi e anioni formano legami ionici e si combinano per formare cloruro di sodio, NaCl, più comunemente noto come sale da cucina.,
Na+
+ Cl−
→ NaCl
Formazione di ioni poliatomici e molecolarimodifica
Una mappa del potenziale elettrostatico dello nitrate nitrato (NO−
3). La shell 3-dimensionale rappresenta un singolo isopotenziale arbitrario.
Gli ioni poliatomici e molecolari sono spesso formati dal guadagno o dalla perdita di ioni elementari come un protone, H+
, in molecole neutre. Ad esempio, quando l’ammoniaca, NH
3, accetta un protone, H+
—un processo chiamato protonazione—forma lo ammonium ammonio, NH+
4., L’ammoniaca e l’ammonio hanno lo stesso numero di elettroni essenzialmente nella stessa configurazione elettronica, ma l’ammonio ha un protone extra che gli conferisce una carica positiva netta.
L’ammoniaca può anche perdere un elettrone per ottenere una carica positiva, formando lo ion NH+
3. Tuttavia, questo ion è instabile, perché ha un guscio di valenza incompleto attorno all’atomo di azoto, rendendolo uno ion radicale molto reattivo.
A causa dell’instabilità degli ioni radicali, gli ioni poliatomici e molecolari si formano solitamente guadagnando o perdendo ioni elementari come H+
, piuttosto che guadagnare o perdere elettroni., Ciò consente alla molecola di preservare la sua configurazione elettronica stabile mentre acquisisce una carica elettrica.
Potenziale di ionizzazioneedit
L’energia necessaria per staccare un elettrone nel suo stato di energia più basso da un atomo o molecola di un gas con meno carica elettrica netta è chiamata potenziale di ionizzazione, o energia di ionizzazione. L’energia di ionizzazione nth di un atomo è l’energia necessaria per staccare il suo ennesimo elettrone dopo che i primi elettroni n − 1 sono già stati staccati.,
Ogni energia di ionizzazione successiva è marcatamente maggiore dell’ultima. Aumenti particolarmente grandi si verificano dopo che un dato blocco di orbitali atomici è esaurito di elettroni. Per questo motivo, gli ioni tendono a formarsi in modi che li lasciano con blocchi orbitali completi. Ad esempio, il sodio ha un elettrone di valenza nel suo guscio più esterno, quindi in forma ionizzata si trova comunemente con un elettrone perso, come Na+
. Sull’altro lato della tavola periodica, il cloro ha sette elettroni di valenza, quindi in forma ionizzata si trova comunemente con un elettrone acquisito, come Cl−
., Il cesio ha l’energia di ionizzazione misurata più bassa di tutti gli elementi e l’elio ha il più grande. In generale, l’energia di ionizzazione dei metalli è molto più bassa dell’energia di ionizzazione dei non metalli, motivo per cui, in generale, i metalli perderanno elettroni per formare ioni caricati positivamente e i non metalli guadagneranno elettroni per formare ioni caricati negativamente.
Legame ionicomodifica
Il legame ionico è un tipo di legame chimico che deriva dall’attrazione reciproca di ioni caricati in modo opposto., Gli ioni di carica simile si respingono a vicenda e gli ioni di carica opposta si attraggono a vicenda. Pertanto, gli ioni di solito non esistono da soli, ma si legano con ioni di carica opposta per formare un reticolo cristallino. Il composto risultante è chiamato composto ionico e si dice che sia tenuto insieme dal legame ionico. Nei composti ionici sorgono distanze caratteristiche tra vicini ionici da cui possono derivare l’estensione spaziale e il raggio ionico dei singoli ioni.,
Il tipo più comune di legame ionico è visto in composti di metalli e non metalli (ad eccezione dei gas nobili, che raramente formano composti chimici). I metalli sono caratterizzati dall’avere un piccolo numero di elettroni in eccesso rispetto a una configurazione elettronica stabile a guscio chiuso. Come tali, hanno la tendenza a perdere questi elettroni extra per raggiungere una configurazione stabile. Questa proprietà è conosciuta come elettropositività. I non metalli, d’altra parte, sono caratterizzati dall’avere una configurazione elettronica a pochi elettroni a corto di una configurazione stabile., Come tali, hanno la tendenza a guadagnare più elettroni al fine di ottenere una configurazione stabile. Questa tendenza è nota come elettronegatività. Quando un metallo altamente elettropositivo viene combinato con un metalloide altamente elettronegativo, gli elettroni extra dagli atomi metallici vengono trasferiti agli atomi non metallici carenti di elettroni. Questa reazione produce cationi metallici e anioni non metallici, che sono attratti l’uno dall’altro per formare un sale.,>Sn4+
4
2
| Formal name | Formula | Alt.,td> |
|---|---|---|
| Metasilicate | SiO2− 3 |
|
| Aluminium silicate | AlSiO− 4 |
|
| Anions from organic acids | ||
| Acetate | CH 3COO− |
ethanoate |
| Formate | HCOO− | methanoate |
| Oxalate | C 2O2− 4 |
ethanedioate |
| Cyanide | CN− | |