Հիմնական նյութ

10-րդ դասարան. քիմիա

Դասընթաց․ (10-րդ դասարան. քիմիա) > Բաժին 1

Դաս 1: Ատոմներ, միացություններ և իոններ

Բազմատոմ իոններ

Ինչպես անվանել իոնային միացությունները, որոնք պարունակում են ընդհանուր բազմատոմ իոններ։

Այս հոդվածում մենք կքննարկենք պոլիատոմ (բազմատոմ ) իոնները: «Պոլի» նախածանցը նշանակում է շատ, հետևաբար պոլիատոմ իոնն այն իոնն է, որը պարունակում է մեկից ավելի ատոմ: Սա տարբերակում է պոլիատոմ իոնները մոնոատոմ (միատոմ) իոններից, որոնք պարունակում են միայն մեկ ատոմ: Միատոմ իոնների օրինակներ են՝ start text, N, a, end text, start superscript, plus, end superscript, start text, F, e, end text, start superscript, 3, plus, end superscript, start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript և այլն: Կարծում եմ, որ դու արդեն ունես գիտելիքներ միատոմ իոնների և իոնային միացությունների անվանակարգման հիմունքների և դրանց քիմիական բանաձևերը գրելու ընդհանուր կանոնների մասին:

Այդ թեմաների վերանայման համար տես այս հոդվածը միատոմ իոնների և իոնային միացությունների անվանակարգման մասին։

Բազմատոմ իոններն ամենուրեք են: Կավիճը կազմված է կալցիումի կարբոնատից՝ start text, C, a, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript, որը պարունակում է կալցիումի կատիոններ՝ start text, C, a, end text, start superscript, 2, plus, end superscript, և կարբոնատ անիոններ՝ start text, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, 2, minus, end superscript: Վերջիններս բազմատոմ իոններ են: Նկարի հեղինակ՝ Alice on Flickr, CC BY-NC-ND 2,0

Բազմատոմ իոնների կառուցվածքը

Բազմատոմ իոնները կարող ենք ուսումնասիրել՝ համեմատելով դրանք միատոմ իոնների հետ: Միատոմ իոնն ատոմ է, որն իոնացվել է՝ կորցնելով կամ ստանալով էլեկտրոններ: Իոնն ունի ընդհանուր լիցք, քանի որ էլեկտրոնների թիվը հավասար չէ միջուկում եղած պրոտոնների թվին: Հետևաբար չեզոք ատոմի հետ համեմատած՝ բացասականապես լիցքավորված անիոնի դեպքում ունենք ավել էլեկտրոններ, իսկ դրականապես լիցքավորված կատիոնի դեպքում՝ էլեկտրոնների պակաս: Օրինակ՝ քլորի չեզոք ատոմի ատոմային համարը 17 է, ինչը նշանակում է՝ այն պարունակում է 17 պրոտոն և 17 էլեկտրոն: Քլորի չեզոք ատոմը երբեմն ստանում է էլեկտրոն և վերածվում քլորիդ անիոնի՝ start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript:

space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, start color #11accd, start text, C, l, end text, end color #11accd, space, space, space, plus, space, space, space, e, start superscript, minus, end superscript, space, space, space, right arrow, space, space, space, start color #aa87ff, start text, C, l, end text, start superscript, minus, end superscript, end color #aa87ff

space, space, space, space, space, space, space, space, start color #11accd, 17, start text, է, լ, ե, կ, տ, ր, ո, ն, end text, end color #11accd, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, start color #aa87ff, 18, start text, է, լ, ե, կ, տ, ր, ո, ն, end text, end color #aa87ff
space, space, space, space, space, space, space, space, 17, start text, պ, ր, ո, տ, ո, ն, end text, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, 17, start text, պ, ր, ո, տ, ո, ն, end text

Էլեկտրոն ստանալուց հետո քլորիդ անիոնը կպարունակի 17 պրոտոն և 18 էլեկտրոն: Քանի որ էլեկտրոնների թիվը մեկով գերազանցում է պրոտոնների թվին, ապա իոնը կունենա ընդհանուր 1- լիցք:

Նույն կերպ բազմատոմ իոնը կարող ենք պատկերացնել որպես մոլեկուլ, որն իոնացել է՝ ստանալով կամ կորցնելով էլեկտրոններ: Բազմատոմ իոնում կովալենտային կապով միացած ատոմների խումբը կրում է ընդհանուր լիցք, քանի որ պրոտոնների ընդհանուր թիվը հավասար չէ էլեկտրոնների ընդհանուր թվին: Լյուիսի կետային կառուցվածքները պատկերելիս բազմատոմ իոնի ընդհանուր լիցքը հավասար է իոնը կազմող բոլոր ատոմների պայմանական լիցքերի գումարին:

[Ի՞նչ է պայմանական լիցքը:]

Լյուիսի կետային կառուցվածքը հիդրօքսիդ իոնի համար: start text, O, end text-ի շուրջը առկա կետերը ցույց են տալիս երեք ազատ էլեկտրոնային զույգ, իսկ start text, H, end text-ի և start text, O, end text-ի միջև դրված գիծը կովալենտային կապ է, որը պարունակում է երկու ընդհանրացված էլեկտրոն: Բազմատոմ իոնի լիցքը 1- է, որը նշված է քառակուսի փակագծերից դուրս՝ վերին աջ մասում: Նկարի հեղինակ՝ Wikimedia Commons, CC BY-SA 3,0

Այժմ քննարկենք բազմատոմ հիդրօքսիդ իոնը՝ start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript: Ձախ հատվածում տեսնում ենք հիդրօքսիդ իոնի կետային կառուցվածքը: Այն պարունակում է ջրածնի և թթվածնի մեկական ատոմ: Երկու ատոմների միջև գիծը ներկայացնում է կովալենտային կապը, որը պարունակում է start text, H, end text-ի և start text, O, end text-ի միջև ընդհանրացված երկու էլեկտրոն: start text, O, end text-ի շուրջը դրված կետերը ներկայացնում են ազատ էլեկտրոնային զույգերը: Հիդրօքսիդ իոնում թթվածինն ունի երեք ազատ էլեկտրոնային զույգ, որոնք ընդհանուր առմամբ ներառում են վեց էլեկտրոն:

Գրելով լրիվ կետային կառուցվածքը քառակուսի փակագծերի մեջ՝ հիդրօքսիդ իոնի ընդհանուր լիցքը նշում ենք փակագծերից դուրս՝ վերին աջ անկյունում: Մենք տեսնում ենք, որ հիդրօքսիդ իոնն ունի 1- լիցք, ինչը նշանակում է, որ իոնն ունի թթվածնի և ջրածնի միջուկներում եղած պրոտոնների ընդհանուր թվից մեկով ավելի էլեկտրոն:

Յուրացված գիտելիքի ստուգում. քանի՞ պրոտոն և էլեկտրոն է պարունակում հիդրօքսիդ իոնը:

[Ցույց տալ պատասխանը:]

Տարածված բազմատոմ իոններ

Բազմատոմ իոններն ամենուրեք են: Բիկարբոնատ (կամ հիդրոկարբոնատ) իոնները՝ start text, H, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript, օգնում են պահպանել արյան pH-ը, մինչդեռ ֆոսֆատները՝ start text, P, O, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, 3, minus, end superscript, շատ կարևոր են նյութափոխանակության տարբեր պրոցեսներում: Ամենատարածված բազմատոմ իոնների անուններին, լիցքերին և բանաձևերին ծանոթ լինելն օգտակար է՝ իոնային միացությունները ճանաչելու և նրանց ռեակցիոնունակությունը կանխատեսելու համար: Ստորև բերված աղյուսակում նշված են տարածված բազմատոմ իոնների որոշ օրինակներ:

\begin{array}{c c | c c} \textbf{Բանաձև} & \textbf{Անուն} & \textbf{Բանաձև} & \textbf{Անուն}\\ \hline \text{Hg}_2^{2+} & \text{Սնդիկ (I)} & \text{SCN}^- & \text{Թիոցիանատ (ռոդանիդ)} \\ \text{NH}_4^+ & \text{Ամոնիում} & \text{CO}_3^{2-} & \text{Կարբոնատ} \\ \text{NO}_2^- & \text{Նիտրիտ} & \text{HCO}_3^- & \text{Հիդրոկարբոնատ (բիկարբոնատ*)} \\ \text{NO}_3^- & \text{Նիտրատ} & \text{ClO}^- & \text{Հիպոքլորիտ} \\ \text{SO}_3^{2-} & \text{Սուլֆիտ} & \text{ClO}_2^- & \text{Քլորիտ} \\ \text{SO}_4^{2-} & \text{Սուլֆատ} & \text{ClO}_3^- & \text{Քլորատ} \\ \text{HSO}_4^- & \text{Հիդրոսուլֆատ (բիսուլֆատ*)} & \text{ClO}_4^- & \text{Պերքլորատ} \\ \text{OH}^- & \text{Հիդրօքսիդ} & \text{C}_2\text{H}_3\text{O}_2^-(\text{կամ CH}_3\text{COO}^{-})& \text{Ացետատ} \\ \text{CN}^- & \text{Ցիանիդ} & \text{MnO}_4^- & \text{Պերմանգանատ} \\ \text{PO}_4^{3-} & \text{Ֆոսֆատ} & \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} & \text{Երկքրոմատ (բիքրոմատ)} \\ \text{HPO}_4^{2-} & \text{Հիդրոֆոսֆատ} & \text{CrO}_4^{2-} & \text{Քրոմատ} \\ \text{H}_2\text{PO}_4^- & \text{Դիհիդրոֆոսֆատ} & \text{O}_2^{2-} & \text{Պերօքսիդ} \\ & & \text{C}_2\text{O}_4^{2-} & \text{Օքսալատ} \end{array}

* Ոչ պայմանական, բայց տարածված անվանում։

Այս հոդվածի մնացած մասում կքննարկենք աղյուսակում բերված բազմատոմ անիոնները:

[ Ինչպե՞ս կարող եմ հիշել այսքան իոնները:]

Բազմատոմ իոններ պարունակող միացությունների անվանումներն ու քիմիական բանաձևերը

Դու հավանաբար կարող ես գտնել բազմատոմ իոններ քո խոհանոցում: Կերակրի սոդան նատրիումի հիդրոկարբոնատի՝ start text, N, a, H, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript, տարածված անվանումն է, որը պարունակում է հիդրոկարբոնատ (բիկարբոնատ) իոն՝ start text, H, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript: Նկարի հեղինակ՝ pixabay, CC0 1,0

Ունենալով որոշակի գիտելիքներ տարածված բազմատոմ իոնների մասին, եկեք այժմ ուսումնասիրենք՝ ինչպես անվանել և գրել բազմատոմ իոններ պարունակող միացությունների քիմիական բանաձևերը: Անհրաժեշտ է հիշել երկու կարևոր բան.

Եթե միացությունը պարունակում է մեկից ավելի նույն տեսակի բազմատոմ իոն, ապա իոնի բանաձևը պետք է գրենք փակագծերի մեջ, իսկ փակագծերից դուրս՝ ինդեքսում, նշենք այդ միացության մեջ տվյալ տեսակի իոնների թիվը:
Իոնային միացությունը պետք է լինի չեզոք, ինչը նշանակում է, որ կատիոնների և անիոնների լիցքերի գումարը պետք է հավասար լինի զրոյի: Այս կանոնը կարող ենք կիրառել՝ իոնային միացության բանաձևը դուրս բերելու համար, երբ գիտենք կատիոնի և անիոնի լիցքը: Այս կանոնը կարող է նաև օգտակար լինել իոնի լիցքը որոշելիս, երբ հայտնի է իոնային միացության քիմիական բանաձևը:

Եկեք ուսումնասիրենք որոշ օրինակներ։

Օրինակ 1. Քիմիական բանաձևի դուրսբերումը միացության անվանումից

Ո՞րն է կալցիումի հիդրօքսիդի քիմիական բանաձևը:

Կալցիումը պարբերական համակարգի 2-րդ խմբի հողալկալիական մետաղ է: Հետևաբար այն առաջացնում է 2+ լիցքով իոններ: Մեր աղյուսակից հայտնի է, որ հիդրօքսիդ իոնի քիմիական բանաձևը start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript է, և այն ունի 1- լիցք: Մեզ անհրաժեշտ կլինի երկու հիդրօքսիդ իոն, որպեսզի չեզոքացնենք start text, C, a, end text, start superscript, 2, plus, end superscript-ի 2+ լիցքը: Միացության բանաձևը կազմելիս start text, O, H, end text-ը գրում ենք փակագծերի մեջ, իսկ փակագծերից դուրս՝ ինդեքսում, գրում ենք երկուս: Այսպես պարզ է դառնում, որ յուրաքանչյուր start text, C, a, end text, start superscript, 2, plus, end superscript կատիոնի համապատասխանում է երկու հիդրօքսիդ իոն: Հետևաբար միացության քիմիական բանաձևն է start text, C, a, left parenthesis, O, H, right parenthesis, end text, start subscript, 2, end subscript:

Յուրացված գիտելիքի ստուգում. ինչո՞ւ է start text, C, a, O, H, end text, start subscript, 2, end subscript-ը քիմիական սխալ բանաձև կալցիումի հիդրօքսիդի համար:

[Ցույց տալ պատասխանը:]

Օրինակ 2. Բազմատոմ իոններ պարունակող իոնային միացությունների անվանակարգումը

Ի՞նչ է start text, N, i, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, start text, P, O, end text, start subscript, 4, end subscript, right parenthesis, start subscript, 2, end subscript քիմիական բանաձևն ունեցող միացության անվանումը:

Իոնային միացությունն անվանելիս շատ օգտակար է այն բաժանել կատիոնների և անիոնների: Այս միացությունում կատիոնն առաջացել է նիկելից: Նիկելն անցումային մետաղ է, որը կարող է առաջացնել մի քանի տեսակի կատիոններ՝ տարբեր լիցքերով: Դա նշանակում է, որ միացությունն անվանելիս մեզ առաջին հերթին անհրաժեշտ է գտնել նիկել իոնի լիցքն այս միացությունում: Բարեբախտաբար, մենք գիտենք անիոնի լիցքը: Ֆոսֆատը բազմատոմ իոն է և միշտ ունի 3- լիցք: Քանի որ իոնային միացության ընդհանուր լիցքը զրո է, օգտագործելով տրված միացության քիմիական բանաձևը և ֆոսֆատ իոնի լիցքը՝ կարող ենք հաշվել նիկել իոնի լիցքը.

$\text{ընդհանուր լիցք}=0= (\text{ կատիոնների թիվ}\times\greenD{\text{կատիոնի լիցք}})+(\text{անիոնների թիվ}\times\text{անիոնի լիցք})$ start text, ը, ն, դ, հ, ա, ն, ո, ւ, ր, space, լ, ի, ց, ք, end text, equals, 0, equals, left parenthesis, start text, space, կ, ա, տ, ի, ո, ն, ն, ե, ր, ի, space, թ, ի, վ, end text, times, start color #1fab54, start text, կ, ա, տ, ի, ո, ն, ի, space, լ, ի, ց, ք, end text, end color #1fab54, right parenthesis, plus, left parenthesis, start text, ա, ն, ի, ո, ն, ն, ե, ր, ի, space, թ, ի, վ, end text, times, start text, ա, ն, ի, ո, ն, ի, space, լ, ի, ց, ք, end text, right parenthesis

Եթե ձևափոխենք այս հավասարումը, կտեսնենք, որ կատիոնների լիցքերի գումարը պետք է հավասար լինի անիոնների լիցքերի գումարը բազմապատկած minus, 1-ով:

start text, կ, ա, տ, ի, ո, ն, ն, ե, ր, ի, space, թ, ի, վ, end text, times, start color #1fab54, start text, կ, ա, տ, ի, ո, ն, ի, space, լ, ի, ց, ք, end text, end color #1fab54, equals, minus, 1, times, left parenthesis, start text, ա, ն, ի, ո, ն, ն, ե, ր, ի, space, թ, ի, վ, end text, times, start text, ա, ն, ի, ո, ն, ի, space, լ, ի, ց, ք, end text, right parenthesis

Քիմիական բանաձևից հավասարման մեջ կատիոնների և անիոնների թիվը տեղադրելով և հաշվի առնելով, որ անիոնի լիցքը մեզ ևս հայտնի է, կարող ենք հաշվել նիկել իոնի լիցքը.

$\begin{aligned}\text{3}\times\greenD{\text{կատիոնի լիցք}}&=-1\times (\text{2}\times{3-})= 6+ \\ \\ \greenD{\text{կատիոնի լիցք}}&=\dfrac{6+}{3}=2+\end{aligned}$

Այժմ մենք գիտենք, որ մեր միացության մեջ առկա կատիոնը նիկել (II) է: Ամբողջ միացությունն անվանելու համար սկսում ենք կատիոնի անվանումից, որի լիցքի մեծությունը նշում ենք փակագծերի մեջ հռոմեական թվանշանների միջոցով, որին հետևում է անիոնի անվանումը:

Հետևաբար միացության անվանումն է նիկելի (II) ֆոսֆատ:

Օրինակ 3. Իոնային միացության բաժանումը բաղադրիչ իոնների

Ո՞ր իոններից է կազմված start text, C, a, left parenthesis, M, n, O, end text, start subscript, 4, end subscript, right parenthesis, start subscript, 2, end subscript իոնային միացությունը:

Նշիր յուրաքանչյուր իոնի բանաձևը, լիցքը և թիվը:

Իոնային միացության բանաձևը վերլուծելիս սկզբից փնտրում ենք ծանոթ իոնների քիմիական բանաձևերը: Այս դեպքում նկատում ենք պերմանգանատ իոնը՝ start text, M, n, O, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, minus, end superscript, որը մեր աղյուսակի բազմատոմ իոններից մեկն է: Կարող ենք տեսնել, որ այս միացության մեջ ունենք երկու պերմանգանատ իոն:

[Ինչպե՞ս իմացանք, որ կա երկու պերմանգանատ իոն:]

Քանի որ պերմանգանատ իոնն ունի 1- լիցք, այն իոնային միացությանը տալիս է ընդհանուր՝ 2, times, left parenthesis, 1minus, right parenthesis, equals, 2minus լիցք: Հիշեցնենք, որ իոնային միացության ընդհանուր լիցքը պետք է լինի զրո: Հետևաբար կալցիումը պետք է ներկայացվի որպես կալցիումի կատիոն՝ start text, C, a, end text, start superscript, 2, plus, end superscript, որպեսզի չեզոքացնի start text, M, n, O, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, minus, end superscript իոնների ընդհանուր 2- լիցքը:

Մեր ընտրությունը ստուգելու համար ինքներս մեզ կարող ենք հարց տալ՝ արդյո՞ք կալցիումն առաջացնում է 2+ լիցքով կատիոններ: Քանի որ կալցիումը՝ start text, C, a, end text, երկրորդ խմբի մետաղ է, այն կկորցնի երկու էլեկտրոն՝ առաջացնելով 2+ կատիոններ: Հետևաբար պատասխանը հիմնավորված է քիմիական ռեակցիոնունակության մասին մեր ունեցած գիտելիքով: Ուռա՜:

Այսպիսով՝ start text, C, a, left parenthesis, M, n, O, end text, start subscript, 4, end subscript, right parenthesis, start subscript, 2, end subscript իոնային միացությունը պարունակում է մեկ start text, C, a, end text, start superscript, 2, plus, end superscript կատիոն և երկու start text, M, n, O, end text, start subscript, 4, end subscript, start superscript, minus, end superscript անիոն:

Հաճախ օգտակար է իոնային միացությունը բաղադրիչ իոնների բաժանելը: Այդպիսի իրավիճակի օրինակ է, երբ միացությունը լուծվում է ջրում քիմիական ռեակցիայի իրագործման համար: Բազմաթիվ իոնային միացություններ ջրում լուծելի են և լուծույթում դիսոցվում են բաղադրիչ իոնների: Դրանից հետո դիսոցված իոնները կարող են հանդես գալ որպես առանձին մասնիկներ և, հիմնական իոնային միացությունից անկախ, այլ իոնների հետ մասնակցել քիմիական ռեակցիաների։

Ամփոփում

Ինչպես որ միատոմ իոններն են առաջանում, երբ չեզոք ատոմները կորցնում կամ ստանում են էլեկտրոններ, նույն կերպ էլ առաջանում է բազմատոմ իոնը, երբ չեզոք մոլեկուլը ստանում կամ կորցնում է էլեկտրոններ: Դրանից հետևում է, որ բազմատոմ իոնը կովալենտային կապով միացած ատոմների խումբ է, որն ունի ընդհանուր լիցք, քանի որ էլեկտրոնների և պրոտոնների թիվն իոնում այլևս հավասար չէ: Բազմատոմ իոնների համար Լյուիսի կետային կառուցվածքներում բոլոր ատոմների պայմանական լիցքերի գումարը պետք է հավասար լինի իոնի ընդհանուր լիցքին:

Տարածված բազմատոմ իոններին ծանոթ լինելն օգտակար է իոնային միացությունները ճանաչելու և դրանց ռեակցիոնունակությունը կանխատեսելու համար: Բոլոր բազմատոմ իոնները սովորելը կարող է վախեցնող թվալ, սակայն կան օրինաչափություններ բազմաթիվ իոնների քիմիական բանաձևերի, անունների և լիցքերի համար: Այդ օրինաչափությունները կարող ես սովորել, և այդ դեպքում այլևս բոլոր իոններն անգիր հիշելու կարիք չի լինի:

Բոնուս. երբ սովորես բազմատոմ իոնները, կարող ես խաղալ «Գտիր բազմատոմ իոն» խաղը, որի ընթացքում դու պետք է փնտրես մեր առօրյայում առկա բազմատոմ իոններ պարունակող միացությունների օրինակներ: Այս հոդվածում մենք որպես օրինակ բերեցինք կերակրի սոդան և կավիճը: Կարո՞ղ ես գտնել ավելին: Հուշում. ստուգիր քո լոսյոնի, շամպունի, ատամի մածուկի բաղադրիչները: Մեկնաբանություններում գրիր այլ օրինակներ:

[Հղումներ և մեջբերումներ]

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Մուտք գործել

Դասակարգել ըստ

Առայժմ հրապարակումներ չկան։

Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: