Vad är sammansatta joner?

En laddad grupp av atomer

Inuti en sammansatt jon hålls atomerna ihop av kovalenta bindningar, samma sorts bindning som håller ihop en vattenmolekyl. Gruppen som helhet har fler eller färre elektroner än protoner, så den bär en nettoladdning. Laddningen tillhör hela jonen och inte en enskild atom, och därför skrivs den uppe till höger om hela formeln, som i SO₄²⁻. Joner som består av en enda atom, som Na⁺ och Cl⁻, kallas enatomiga joner.

I en förening beter sig en sammansatt jon som en enda jon. I natriumnitrat, NaNO₃, bildar natriumjonen (Na⁺) och nitratjonen (NO₃⁻) en jonförening, och när saltet löses i vatten förblir varje nitratjon ihop som en enhet.

Vanliga sammansatta joner och deras laddningar

Joner med laddningen −1 är bland annat hydroxid (OH⁻), nitrat (NO₃⁻), nitrit (NO₂⁻), vätekarbonat (HCO₃⁻), acetat (CH₃COO⁻), permanganat (MnO₄⁻), cyanid (CN⁻), klorat (ClO₃⁻) och perklorat (ClO₄⁻).

Joner med laddningen −2 är bland annat karbonat (CO₃²⁻), sulfat (SO₄²⁻), sulfit (SO₃²⁻), kromat (CrO₄²⁻), dikromat (Cr₂O₇²⁻) och peroxid (O₂²⁻). Fosfat (PO₄³⁻) är den vanligaste −3-jonen. De två positiva joner du oftast möter är ammonium (NH₄⁺) och oxonium (H₃O⁺), båda +1.

Lägg märke till att hydroxid, cyanid och peroxid slutar på -id trots att de innehåller mer än en atom. De flesta namn på -id tillhör joner av en enda atom som klorid (Cl⁻) och oxid (O²⁻), så de här är värda att lära sig som undantag.

Mönstret -at och -it

Många sammansatta joner är oxianjoner: ett grundämne förenat med syre. När ett grundämne bildar två sådana joner med samma laddning slutar den med fler syreatomer på -at och den med en syreatom färre på -it. Nitrat är NO₃⁻ och nitrit är NO₂⁻; sulfat är SO₄²⁻ och sulfit är SO₃²⁻. Laddningen förblir densamma; bara antalet syreatomer ändras.

Klor bildar en serie på fyra, vilket tillför två prefix. Per- betyder ett syre mer än -at-jonen, och hypo- betyder ett syre färre än -it-jonen: perklorat (ClO₄⁻), klorat (ClO₃⁻), klorit (ClO₂⁻) och hypoklorit (ClO⁻), jonen i hushållsblekmedel. Brom och jod följer samma mönster, som i bromat (BrO₃⁻), jodat (IO₃⁻) och perjodat (IO₄⁻).

Att lägga till väte

Om man lägger till en vätejon (H⁺) till en negativ sammansatt jon får man en ny jon vars laddning är en enhet mindre negativ. Karbonat (CO₃²⁻) blir vätekarbonat (HCO₃⁻), som också kallas bikarbonat, och sulfat (SO₄²⁻) blir vätesulfat (HSO₄⁻). Fosfat kan ta upp en eller två: PO₄³⁻ blir vätefosfat (HPO₄²⁻) och sedan divätefosfat (H₂PO₄⁻).

Bakpulver, eller bikarbonat, är natriumvätekarbonat, NaHCO₃: en Na⁺ balanserar en HCO₃⁻.

Att skriva formler med sammansatta joner

För att skriva formeln för en jonförening kombinerar du jonerna så att den totala laddningen blir noll och skriver den positiva jonen först. När du behöver mer än en av en sammansatt jon sätter du den inom parentes och skriver talet efter den. Ändra aldrig index inuti jonen, för då blir det en annan jon.

Natriumhydroxid: Na⁺ och OH⁻ balanserar 1:1, så formeln är NaOH. Kalciumnitrat: Ca²⁺ behöver två NO₃⁻-joner, så det är Ca(NO₃)₂. Ammoniumsulfat: två NH₄⁺-joner balanserar en SO₄²⁻, vilket ger (NH₄)₂SO₄. Aluminiumsulfat: två Al³⁺-joner (totalt +6) balanserar tre SO₄²⁻-joner (totalt −6), vilket ger Al₂(SO₄)₃.

För att namnge en förening nämner du den positiva jonen och sedan den negativa jonen. CaCO₃ är kalciumkarbonat, huvudämnet i krita och kalksten, och KMnO₄ är kaliumpermanganat.