أنيون: التدريب والخصائص والأنواع

الأنيون هو أي نوع كيميائي له شحنة سالبة ، بالإضافة إلى كونه أحد النوعين الحاليين من الأيونات. تنبع شحنة سالبة من حقيقة أنها تقدم فائض من الإلكترونات مقارنة بالشكل المحايد للأنواع ؛ لكل إلكترون إضافي ، تزداد شحنتها السلبية بمقدار وحدة واحدة.

يمكن أن توجد الشحنة السالبة في ذرة واحدة أو أكثر ، بالإضافة إلى تأثيرها على الجزيء ككل. من خلال التبسيط ، بغض النظر عن مكان وجود الشحنة (-) ، يُعتبر أنيونًا لكل الأنواع أو المركب أو الجزيء بأكمله.

إذا حصل النوع المحايد X على إلكترون ، فسوف يتجلى الفائض من الشحنات السالبة في تكوين الأشعة السينية ، مما سيؤدي أيضًا إلى زيادة في نصف قطرها الذري (الصورة العليا ، مع الكرات الخضراء). X و X- تختلف اختلافًا كبيرًا في خصائصها وفي طريقة تفاعلها مع بيئتها.

إذا افترضنا الآن أن X هي ذرة H ، على سبيل المثال ، قد تنشأ الكاتيون أو الأنيون منها: H + أو H- ، على التوالي. الكاتيون H + هو أيون الهيدروجين ، ويسمى أيضًا البروتون ؛ و H- هو أنيون الهيدريد ، وهو "الأكثر بساطة" بين جميع الأنيونات المعروفة.

تشكيل أنيون

يمكن بسهولة تفسير تكوين أنيون في النظرية ؛ على الرغم من أنه ، من الناحية التجريبية ، يمكن أن يصبح تحديًا ، خاصة إذا كنت تريد أن تكون نقية ، دون شحنات موجبة تجذبها الشحنات السلبية.

رسوم رسمية وعدد أقل من الروابط

سيتم تشكيل أنيون عندما يكون هناك فائض أو زيادة في الإلكترونات في الذرة. يمكن تحديد الربح المذكور من خلال الاستفادة من الرسوم الرسمية في هيكل لويس. وبالمثل ، من خلال الطريقة السابقة ، يمكن للمرء أن يعرف بالضبط الذرة أو المجموعة التي تأتي منها الشحنة السالبة.

عندما تشكل الذرات روابط تساهمية ، على الرغم من أن توزيع الإلكترونات يكون عادلاً ، فقد يكون هناك فقدان جزئي للإلكترونات. وبهذا المعنى ، تشكل الروابط الأقل عددًا أكبر من الذرات الكهربية ، وكلما كانت أزواجها خالية من الإلكترونات ، فإنها ستظهر شحنات سالبة.

النظر ، على سبيل المثال ، جزيء الأمونيا ، NH 3 . إن NH 3 محايد وبالتالي لا يوجد شحنة كهربائية. إذا تمت إزالة H ، أي تم كسر رابطة NH ، سيتم الحصول على NH 2 - أنيون. رسم هيكل لويس وحساب التهمة الرسمية لـ N سيثبت ذلك.

بعد كسر المزيد من سندات NH ، لدينا الآن NH2- أنيون ؛ وعن طريق القضاء على آخر H ، يتم الحصول على N3- أخيرًا ، ويسمى نيتريد أنيون. لم يعد لدى النيتروجين كيفية كسب المزيد من الإلكترونات ، وشحنته -3 هو الأكثر سلبية التي يمكن أن يصل إليها ؛ المدارات الخاصة بهم لا تعطي أكثر من ذلك.

تخفيضات

يمكن أن يتشكل الأنيون كمنتج للتخفيض: فهو يكتسب الإلكترونات عن طريق أكسدة نوع آخر ، يفقدها. الأكسجين ، على سبيل المثال ، يمثل هذا النوع من التفاعل الكيميائي بشكل جيد للغاية.

عندما يتم تقليل الأكسجين ، يتأكسد إلى نوع آخر ، ويحدث أن يصبح أكسيد الأكسيد ، O2- ؛ موجودة في عدد لا يحصى من المعادن والمركبات غير العضوية.

فيزياء

يمكن للذرة الحصول على الإلكترونات إذا كانت في المرحلة الغازية:

X (g) + e- => X- (g)

تنطوي طريقة تكوين الأنيون على معرفة واسعة بالتقنيات الفيزيائية ، في حين أن الأنيونات الغازية ليس من السهل دراستها ، ولا تتطاير جميع الأنواع أو تتفتت مع بساطة مرحلة الغاز.

ملامح

بعبارات عامة ، سيتم ذكر الخصائص النموذجية للأنيون أدناه قبل معالجة أنواعها وأمثلة:

- إنها أكثر ضخامة من الذرة المحايدة التي تستمد منها.

- يمكن أن يكون أكثر أو أقل ثباتًا ، على الرغم من تزايد التنافر الإلكتروني بين إلكتروناته.

- إذا كان الأنيون يأتي من ذرة الكترونية صغيرة ، مثل الكربون ، يكون تفاعليًا جدًا.

لحظات ثنائي القطب قوية مستقرة.

- يزيد من تفاعله مع المذيبات القطبية.

- أنيون أحادي الذرة غير إلكترونى للغاز النبيل في فترته ؛ أي أنه يحتوي على نفس عدد الإلكترونات الموجودة في غلاف التكافؤ.

- يمكن أن تستقطب السحابة الإلكترونية لذرة مجاورة ، لصد إلكتروناتها الخارجية.

نوع

أحادي القاعدة

كما يوحي اسمها ، هو أنيون يتكون من ذرة واحدة فقط: الشحنة السلبية مترجمة جيدًا. كل مجموعة في الجدول الدوري لها شحنات سلبية مميزة ؛ ولأنهم الأنيونات ، فهي غير المعادن الموجودة في كتلة ص. بعض الأمثلة وأسمائها أدناه:

-Cl- ، كلوريد.

-I- ، يوديد.

-F- ، الفلوريد.

بروميد.

-O2- ، أكسيد.

-S2- ، والكبريت.

-Se2- ، سيلينيد.

-Te2- ، تيلورايد.

-Po2- ، poloniuro.

- N3 - ، نيتريد.

-P3- ، الفوسفيد.

- 3 - ، زرنيخيد.

-Sb3- ، الأنتيمون.

-C4- ، كربيد.

-Si4- ، المبيدات الحشرية.

-B3- ، بورورو.

oxyanions

تتميز الأكسونات بوجود رابطة X = O ، حيث يمكن أن يكون X أي عنصر غير معدني (باستثناء الفلور) ، أو معدن (الكروم ، المنغنيز ، إلخ.). يمكن أن يكون لديهم أيضًا واحد أو عدة روابط XO بسيطة.

بعض oxoanions بأسمائها هي:

-كلو- ، هيبوكلوريت.

-برو- ، هيبوبروميت.

-IO- ، hipoyodito.

-ClO 2 - ، كلوريت.

-ClO 3 - ، كلورات.

-IO 3 - ، اليود.

-ClO 4 - ، بيركلورات.

-PO 4 3- الفوسفات.

- CO 3 2- ، كربونات.

- كرو 4 2- كرومات.

-Cr 2 O 7 2- ثنائي كرومات.

-SO 4 2- كبريتات.

-S 2 O 3 2- ، ثيوسلفات.

رقم 3 - ، نترات.

رقم 2 - ، النتريت.

-BO 3 3- ، بورات.

- 4 - 3 ، ترسانة.

-PO 3 3- الفوسفيت.

- 4 - - برمنجنات.

عضوي

تحتوي الجزيئات العضوية على مجموعات وظيفية يمكن شحنها كهربائيًا. كيف؟ عن طريق تكوين أو كسر الروابط التساهمية ، تشبه إلى حد كبير مثال جزيء NH 3 .

بعض الأنيونات العضوية هي:

-CH 3 COO- ، خلات.

-HCOO- ، الشكل.

-C 2 O 4 2- ، أكسالات.

-RCOO- ، الكربوكسيل.

-CH 3 CONH- ، في الوسط.

- رو- ، ألكوكسيد.

-R 3 C- ، كاربوني.

-CH 3 O- ، ميثوكسيد.

متعدد الذرات

الأكسان هي أيضا أنيولات متعددة الذرات ، أي أنها تتكون من أكثر من ذرة واحدة. يحدث الشيء نفسه مع الأنيونات العضوية. ومع ذلك ، polyatoms لا تندرج في أي من التصنيفات المذكورة أعلاه. البعض منهم:

-CN- ، السيانيد (لديه رابطة ثلاثية ، C≡N).

-CN- ، السيانيت.

-SCN- ، ثيوسيانات.

-NH 2 - ، أميدورو.

-OH- ، هيدروكسيل ، هيدروكسيد أو أوكسيديل.

-O 2 - ، فوق أكسيد.

- 2 - 2 ، بيروكسيد.

الجزيئية أو المعقدة

في الأنيونات العضوية ، تم ذكر بعض المجموعات الوظيفية سالبة الشحنة. يمكن أن تكون هذه المجموعات جزءًا من جزيء كبير ، وبالتالي يمكن أن يكون الأنيون مركبًا قويًا له العديد من الروابط. أبسط هذا النوع من الأنيونات هو جزيء H 2 الافتراضي.

من بين الأمثلة الأخرى على هذه الأنيونات ، polysulfides ، S n 2 ، والتي تتكون من سلاسل ذات روابط SS متعددة. أيضًا ، يمكن حساب المركبات المنسقة للمعادن المشحونة سالبًا ، مثل [CoCl 4 (NH 3 ) 2 ] - و [CuCl 4 ] 2-.