מהם יונים רב-אטומיים?

קבוצת אטומים טעונה

בתוך יון רב-אטומי, האטומים מוחזקים יחד בקשרים קוולנטיים, אותו סוג קשר שמחזיק מולקולת מים. בקבוצה כולה יש יותר או פחות אלקטרונים מפרוטונים, ולכן היא נושאת מטען נקי. המטען שייך ליון כולו ולא לאטום אחד, ולכן הוא נכתב בפינה הימנית העליונה של הנוסחה השלמה, כמו ב-SO₄²⁻. יונים שבנויים מאטום יחיד, כמו Na⁺ ו-Cl⁻, נקראים יונים חד-אטומיים.

בתרכובת, יון רב-אטומי מתנהג כיון בודד. בנתרן ניטראט, NaNO₃, יון הנתרן (Na⁺) ויון הניטראט (NO₃⁻) יוצרים תרכובת יונית, וכשהמלח מתמוסס במים, כל יון ניטראט נשאר יחד כיחידה אחת.

יונים רב-אטומיים נפוצים ומטעניהם

יונים בעלי מטען −1 כוללים הידרוקסיד (OH⁻), ניטראט (NO₃⁻), ניטריט (NO₂⁻), מימן קרבונט או ביקרבונט (HCO₃⁻), אצטט (CH₃COO⁻), פרמנגנט (MnO₄⁻), ציאניד (CN⁻), כלוראט (ClO₃⁻) ופרכלוראט (ClO₄⁻).

יונים בעלי מטען −2 כוללים קרבונט (CO₃²⁻), סולפט (SO₄²⁻), סולפיט (SO₃²⁻), כרומט (CrO₄²⁻), דיכרומט (Cr₂O₇²⁻) ופרוקסיד (O₂²⁻). פוספט (PO₄³⁻) הוא יון −3 הנפוץ ביותר. שני היונים החיוביים שתפגשו לרוב הם אמוניום (NH₄⁺) והידרוניום (H₃O⁺), שניהם +1.

שימו לב שהידרוקסיד, ציאניד ופרוקסיד מסתיימים ב-יד (-ide) אף שהם מכילים יותר מאטום אחד. רוב השמות המסתיימים ב-יד שייכים ליונים חד-אטומיים כמו כלוריד (Cl⁻) ואוקסיד (O²⁻), ולכן כדאי לשנן את אלה כיוצאים מן הכלל.

הדפוס של -אט ו-איט (-ate ו-ite)

יונים רב-אטומיים רבים הם אוקסי-אניונים: יסוד אחד המשולב בחמצן. כשיסוד יוצר שני יונים כאלה עם אותו מטען, זה שיש בו יותר אטומי חמצן מסתיים ב-אט (-ate) וזה שיש בו אטום חמצן אחד פחות מסתיים ב-איט (-ite). ניטראט הוא NO₃⁻ וניטריט הוא NO₂⁻; סולפט הוא SO₄²⁻ וסולפיט הוא SO₃²⁻. המטען נשאר זהה; רק מספר אטומי החמצן משתנה.

כלור יוצר סדרה של ארבעה, שמוסיפה שתי קידומות. פר- (per-) פירושה חמצן אחד יותר מיון ה-אט (-ate), והיפו- (hypo-) פירושה אחד פחות מיון ה-איט (-ite): פרכלוראט (ClO₄⁻), כלוראט (ClO₃⁻), כלוריט (ClO₂⁻) והיפוכלוריט (ClO⁻), היון שבאקונומיקה ביתית. ברום ויוד פועלים באותו דפוס, כמו ברומט (BrO₃⁻), יודט (IO₃⁻) ופריודט (IO₄⁻).

הוספת מימן

הוספת יון מימן (H⁺) ליון רב-אטומי שלילי יוצרת יון חדש שמטענו פחות שלילי באחד. קרבונט (CO₃²⁻) הופך למימן קרבונט (HCO₃⁻), הנקרא גם ביקרבונט, וסולפט (SO₄²⁻) הופך למימן סולפט (HSO₄⁻). פוספט יכול לקבל אחד או שניים: PO₄³⁻ הופך למימן פוספט (HPO₄²⁻) ואחר כך לדו-מימן פוספט (H₂PO₄⁻).

סודה לשתייה היא נתרן מימן קרבונט, NaHCO₃: Na⁺ אחד מאזן HCO₃⁻ אחד.

כתיבת נוסחאות עם יונים רב-אטומיים

כדי לכתוב את הנוסחה של תרכובת יונית, משלבים את היונים כך שהמטען הכולל יהיה אפס וכותבים את היון החיובי תחילה. כשצריך יותר מיון רב-אטומי אחד, מציבים אותו בסוגריים וכותבים את המספר אחריו. לעולם אל תשנו את הכתבים התחתיים בתוך היון, כי זה יהפוך אותו ליון אחר.

נתרן הידרוקסיד: Na⁺ ו-OH⁻ מאזנים 1:1, ולכן הנוסחה היא NaOH. סידן ניטראט: Ca²⁺ זקוק לשני יוני NO₃⁻, ולכן הוא Ca(NO₃)₂. אמוניום סולפט: שני יוני NH₄⁺ מאזנים SO₄²⁻ אחד, ונוצר (NH₄)₂SO₄. אלומיניום סולפט: שני יוני Al³⁺ (סך הכול +6) מאזנים שלושה יוני SO₄²⁻ (סך הכול −6), ונוצר Al₂(SO₄)₃.

כדי לתת שם לתרכובת, נותנים שם ליון החיובי ואחר כך ליון השלילי. CaCO₃ הוא סידן קרבונט, התרכובת העיקרית בגיר ובאבן גיר, ו-KMnO₄ הוא אשלגן פרמנגנט.