ANION: TWORZENIE, CECHY I TYPY - CHEMIA - 2025

Anionem jest dowolne chemiczne ugrupowanie o ładunku ujemnym, oprócz tego, że jeden z dwóch rodzajów obecnych jonów. Jej ładunek ujemny wynika z faktu, że ma nadmiar elektronów w porównaniu z obojętną formą gatunku; Z każdym dodatkowym elektronem jego ujemny ładunek wzrasta o jeden.

Ładunek ujemny może znajdować się na jednym lub kilku atomach, a także może wpływać na cząsteczkę jako całość. Dla uproszczenia, niezależnie od tego, gdzie znajduje się ładunek (-), cały rodzaj, związek lub cząsteczkę uważa się za anion.

Aniony. Źródło: Gabriel Bolívar.

Jeśli obojętny gatunek X zyska elektron, nadmiar ładunków ujemnych przejawi się w utworzeniu anionu X ^- , co również doprowadzi do zwiększenia jego promienia atomowego (górne zdjęcie, z zielonymi kulkami). X i X ^- różnią się znacznie pod względem właściwości i sposobu, w jaki wchodzą w interakcje z otoczeniem.

Jeśli teraz przyjmie się, że X jest atomem H, na przykład, może powstać z niego kation lub anion: odpowiednio H ⁺ lub H ^- . Kation H ⁺ to jon wodorowy, zwany także protonem; a H ^- to anion wodorkowy, „najprostszy” ze wszystkich znanych anionów.

Tworzenie anionu

Tworzenie anionu można łatwo wyjaśnić w teorii; chociaż eksperymentalnie może to stanowić wyzwanie, zwłaszcza jeśli chcesz, aby był czysty, bez ładunków dodatnich przyciąganych przez ładunki ujemne.

Formalne opłaty i mniej linków

Anion utworzy się, gdy w atomie występuje nadmiar lub przyrost elektronów. Wspomniany zysk można określić, wykorzystując ładunki formalne w strukturze Lewisa. Ponadto, stosując poprzednią metodę, można dokładnie wiedzieć, z jakiego atomu lub ich grupy pochodzi ładunek ujemny.

Kiedy atomy tworzą wiązania kowalencyjne, nawet jeśli rozkład elektronów jest równy, może nastąpić częściowa utrata elektronów. W tym sensie im mniej wiązań, tym więcej atomów elektroujemnych utworzy się, tym więcej wolnych par elektronów będą miały i tym samym będą miały ładunki ujemne.

Rozważmy na przykład cząsteczkę amoniaku, NH ₃ . NH ₃ jest neutralny i dlatego nie ma ładunków elektrycznych. Jeśli H usunięto, to znaczy wiązanie NH uległa rozerwaniu, anionowy NH ₂ ^- byłoby uzyskać . Można to zweryfikować rysując strukturę Lewisa i obliczając opłatę formalną na N.

Po zerwaniu większej liczby wiązań NH mamy teraz anion NH ^2- ; oraz wyeliminowanie ostatni H, anion N ^3- Ostatecznie otrzymuje zwany azotek anion. Azot nie ma już sposobu na zdobycie większej liczby elektronów, a jego ładunek -3 jest najbardziej ujemny, jaki może osiągnąć; ich orbitale nie dają na więcej.

Redukcje

W wyniku redukcji może powstać anion: pozyskuje on elektrony poprzez utlenianie innego gatunku, który je traci. Na przykład tlen bardzo dobrze reprezentuje ten typ reakcji chemicznej.

Kiedy tlen jest zredukowany, utlenia się do innego rodzaju i staje się anionem tlenkowym O ^2- ; obecny w niezliczonych minerałach i związkach nieorganicznych.

Fizyczny

Atom może zyskać elektrony, jeśli znajduje się w fazie gazowej:

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

Ten sposób tworzenia anionu wymaga szerokiej wiedzy na temat technik fizycznych, podczas gdy aniony gazowe nie są łatwe do zbadania, a także nie wszystkie gatunki łatwo ulatniają się lub rozpylają do fazy gazowej.

cechy

Ogólnie rzecz biorąc, przed omówieniem ich typów i przykładów zostaną wymienione poniżej typowe właściwości anionów:

-Jest bardziej obszerny niż neutralny atom, z którego pochodzi.

-Może być mniej lub bardziej stabilny, pomimo rosnącego odpychania elektronicznego między własnymi elektronami.

-Jeśli anion pochodzi z atomu o niskim ładunku elektroujemnym, takiego jak węgiel, jest bardzo reaktywny.

-Ustanów silne momenty dipolowe.

- Jeszcze bardziej zwiększa jego interakcję z rozpuszczalnikami polarnymi.

-Anion jednoatomowy jest izoelektroniczny w stosunku do gazu szlachetnego z jego okresu; to znaczy ma taką samą liczbę elektronów w swojej powłoce walencyjnej.

-Może polaryzować chmurę elektronową sąsiedniego atomu, odpychając jej zewnętrzne elektrony.

Rodzaje

Jednoatomowe

Jak sama nazwa wskazuje, jest to anion składający się z pojedynczego atomu: ładunek ujemny jest dobrze zlokalizowany. Każda grupa w układzie okresowym ma charakterystyczne ładunki ujemne; a ponieważ są anionami, są to niemetale znajdujące się w bloku p. Poniżej kilka przykładów i ich nazw:

-Cl ^- , chlorek.

-I ^- , jodek.

-F ^- fluorek.

-Br ^- , bromek.

-O ^2- , rdza.

-S ^2- , siarczek.

-Wiem ^2- , selenid.

-Te ^2- , telluride.

-Po ^2- , poloniuro.

-N ^3- , azotek.

-P ^3- , fosforek.

-Jak ^3- , arsenid.

-Sb ^3- , antymoniuro.

-C ^4- , węglik.

-Jeśli ^4- , krzemek.

-B ^3- , borek.

Oxoanions

Oksoaniony charakteryzują się wiązaniem X = O, gdzie X może oznaczać dowolny pierwiastek niemetaliczny (z wyjątkiem fluoru) lub metal (chrom, mangan itp.). Mogą również mieć jedno lub więcej prostych łączy XO.

Niektóre oksoaniony z ich nazwami to:

-ClO ^- , podchloryn.

-BrO ^- , podbromian .

-IO ^- , podjodyt.

-ClO ₂ ^- , chloryn.

-ClO ₃ ^- , chloran.

-IO ₃ ^- , jodan.

-ClO ₄ ^- , nadchloran.

-PO ₄ ^3- , fosforan.

-CO ₃ ^2- , węglan.

-CrO ₄ ^2- , chromian.

-Cr ₂ O ₇ ^2- , dichromian.

-SO ₄ ^2- , siarczan.

-S ₂ O ₃ ^2- , tiosiarczan.

-NO ₃ ^- , azotan.

-NO ₂ ^- , azotyn.

-BO ₃ ^3- , boran.

-AsO ₄ ^3- , arsenian.

-PO ₃ ^3- , fosforyn.

-MnO ₄ ^- , nadmanganian.

Organiczny

Cząsteczki organiczne mają grupy funkcyjne, które mogą zostać naładowane elektrycznie. W jaki sposób? Przez utworzenie lub zniszczenie wiązań kowalencyjnych, bardzo podobny do przykładu NH ₃ cząsteczki .

Niektóre aniony organiczne to:

-CH ₃ COO ^- , octan.

-HCOO ^- , format.

-C ₂ O ₄ ^2- , szczawian.

-RCOO ^- , karboksylan.

-CH ₃ CONH ^- , amidate.

-RO ^- , alkoholan.

-R ₃ C ^- , karbanion.

-CH ₃ O ^- , metanolan.

Wieloatomowe

Oksoaniony są również anionami wieloatomowymi, to znaczy składają się z więcej niż jednego atomu. To samo dotyczy anionów organicznych. Jednak poliatomiki nie mieszczą się w żadnej z powyższych klasyfikacji. Niektórzy z nich są:

-CN ^- , cyjanek (ma potrójne wiązanie, C≡N).

-OCN ^- , cyjanian.

-SCN ^- , tiocyjanian.

-NH ₂ ^- , Amid.

-OH ^- , hydroksyl, wodorotlenek lub hydroksyl.

-O ₂ ^- , ponadtlenek.

-O ₂ ^2- , nadtlenek.

Molekularne lub złożone

W anionach organicznych wspomniano o pewnych ujemnie naładowanych grupach funkcyjnych. Grupy te mogą być częścią dużej cząsteczki, a zatem anion może być całym solidnym związkiem z wieloma wiązaniami. Najprostszym tego typu anionów jest hipotetyczne H ₂ ^- cząsteczki .

Innym przykładem takich anionów są polisiarczki S _n ^2- , które składają się z łańcuchów z wieloma wiązaniami SS. Można również policzyć ujemnie naładowane związki koordynacyjne metali, takie jak ^- i ^2- .

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Wikipedia. (2019). Anion. Odzyskane z: es.wikipedia.org
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 marca 2019). Tabela wspólnych anionów i lista wzorów. Odzyskany z: thinkco.com
4. Fundacja CK-12. (29 czerwca 2016). Tworzenie anionów. Chemistry LibreTexts. Odzyskane z: chem.libretexts.org
5. Francis E. (2002). Aniony. Clackamas Community College. Odzyskany z: dl.clackamas.edu
6. Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne. (3 listopada 2011). Streszczenie: najprostszy anion molekularny. Odzyskane z: physics.aps.org