Jony wieloatomowe

Jony to atomy, którym albo brakuje elektronów, albo mają ich nadmiar. Są to jakby atomy z ładunkiem elektrycznym. Jony o dodatnim i ujemnym ładunku elektrycznym przyciągają się. Gdy takie jony przyciągną się, powstaje między nimi wiązanie jonowe. Wiązania jonowe tworzą duże kryształy, zbudowane z miliardów jonów.

W tym przypadku każdy jon zbudowany jest tylko z jednego atomu. Mówimy, że są to jony jednoatomowe. Połączone są ze sobą tylko za pomocą swoich ładunków elektrycznych. Istnieje jeszcze inny sposób, dzięki któremu atomy mogą się ze sobą łączyć: mogą tworzyć cząsteczki. Cząsteczki są zazwyczaj elektrycznie obojętne, więc nie przyciągają się i nie tworzą dużych kryształów, tak jak jony.

Ale niektóre cząsteczki mają jednak pewien ładunek elektryczny. Poniewż są jonami, które składają się z więcej niż jednego atomu, nazywamy je jonami wieloatomowymi. Oto przykład elektrycznie naładowanej cząsteczki z jednym atomem siarki i czterema atomami tlenu. To jon siarczanowy. Atomy w jonie siarczanowym powiązane są ze sobą identycznie tak jak w cząsteczce. Ładunek elektryczny, w tym przypadku wynoszący minus dwa rozłożony jest równo w całym jonie.

Jony te tworząc wiązania jonowe zachowują się identycznie jak jony jednoatomowe. Ponieważ jon siarczanowy ma ujemny ładunek elektryczny, to przyciąga jony o dodatnim ładunku elektrycznym. Oto niektóre z najbardziej powszechnych jonów wieloatomowych: jon amonowy o ładunku plus jeden, wodorotlenek i azotan (V) każdy o ładunku minus jeden, Siarczan (VI) i węglan, każdy o ładunku minus dwa, i fosforan o ładunku minus trzy. Jony występują często w solach lub w roztworach w laboratoriach chemicznych. Zawsze możemy sprawdzić ich wzory, jeśli będziemy ich potrzebować, ale warto nauczyć się ich na pamięć.

Gdy jony te tworzą wiązania z innymi jonami, przy zapisywaniu ich wzorów chemicznych trzeba zastosować pewien trik. Powiedzmy, że chcemy napisać wzór dla azotanu magnezu. Ma on dwa razy więcej jonów azotanu niż jonów magnezu. Ale gdzie powinniśmy dopisać liczbę dwa? To miejsce nie jest dobre, gdyż wygląda to tak, jakbyśmy mieli 32 atomy tlenu.

Jeśli mamy więcej niż jeden wieloatomowy jon, to musimy zapisać to w nawiasie, w taki właśnie sposób. Jest jeszcze inny powód, dla którego powinniśmy znać wzory jonów na pamięć. Wiele z najczęściej występujących kwasów składa się właśnie z jednego z wieloatomowych jonów i jonów wodoru. Na przykład jon siarki tworzy kwas siarkowy wraz z dwoma jonami wodoru. Podobnie kwas azotowy, kwas węglowy i kwas fosforowy są po prostu jonami wieloatomowymi: azotanem (v) węglanem i fosforanem, wraz z jednym, dwoma lub trzema jonami wodoru.

Jeszcze jedna rzecz: czy zauważyliście ile jonów wodoru potrzebowaliśmy, aby dokończyć zapis wzoru każdego z kwasów? Tak jest, jon o ładunku minus trzy potrzebuje trzech jonów wodoru, aby utworzyć pokrewny mu kwas. Więc jeśli znamy wzór kwasu, to od razu znamy zarówno wzór jak i ładunek jonów wieloatomowych. I na odwrót.