ไอออนอะตอมกลุ่มคืออะไร

กลุ่มอะตอมที่มีประจุ

ภายในไอออนอะตอมกลุ่ม อะตอมถูกยึดไว้ด้วยกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ ซึ่งเป็นพันธะชนิดเดียวกับที่ยึดโมเลกุลน้ำไว้ด้วยกัน กลุ่มโดยรวมมีอิเล็กตรอนมากกว่าหรือน้อยกว่าโปรตอน จึงมีประจุสุทธิ ประจุเป็นของไอออนทั้งหมด ไม่ใช่ของอะตอมใดอะตอมหนึ่ง จึงเขียนไว้ที่มุมขวาบนของสูตรทั้งหมด เช่น SO₄²⁻ ไอออนที่ประกอบด้วยอะตอมเดียว เช่น Na⁺ และ Cl⁻ เรียกว่าไอออนอะตอมเดี่ยว

ในสารประกอบ ไอออนอะตอมกลุ่มมีพฤติกรรมเหมือนไอออนตัวเดียว ในโซเดียมไนเตรต NaNO₃ โซเดียมไอออน (Na⁺) และไนเตรตไอออน (NO₃⁻) เกิดเป็นสารประกอบไอออนิก และเมื่อเกลือละลายในน้ำ ไนเตรตไอออนแต่ละตัวยังคงอยู่ด้วยกันเป็นหน่วยเดียว

ไอออนอะตอมกลุ่มที่พบบ่อยและประจุของมัน

ไอออนที่มีประจุ −1 ได้แก่ ไฮดรอกไซด์ (OH⁻) ไนเตรต (NO₃⁻) ไนไตรต์ (NO₂⁻) ไฮโดรเจนคาร์บอเนตหรือไบคาร์บอเนต (HCO₃⁻) อะซิเตต (CH₃COO⁻) เปอร์แมงกาเนต (MnO₄⁻) ไซยาไนด์ (CN⁻) คลอเรต (ClO₃⁻) และเปอร์คลอเรต (ClO₄⁻)

ไอออนที่มีประจุ −2 ได้แก่ คาร์บอเนต (CO₃²⁻) ซัลเฟต (SO₄²⁻) ซัลไฟต์ (SO₃²⁻) โครเมต (CrO₄²⁻) ไดโครเมต (Cr₂O₇²⁻) และเพอร์ออกไซด์ (O₂²⁻) ฟอสเฟต (PO₄³⁻) เป็นไอออน −3 ที่พบบ่อยที่สุด ไอออนบวกสองชนิดที่คุณจะพบบ่อยที่สุดคือแอมโมเนียม (NH₄⁺) และไฮโดรเนียม (H₃O⁺) ซึ่งทั้งคู่เป็น +1

สังเกตว่าไฮดรอกไซด์ ไซยาไนด์ และเพอร์ออกไซด์ลงท้ายด้วย -ide (-ไอด์) แม้จะมีมากกว่าหนึ่งอะตอม ชื่อที่ลงท้าย -ide ส่วนใหญ่เป็นของไอออนอะตอมเดี่ยว เช่น คลอไรด์ (Cl⁻) และออกไซด์ (O²⁻) จึงควรจำสามชนิดนี้ไว้เป็นข้อยกเว้น

รูปแบบ -ate และ -ite

ไอออนอะตอมกลุ่มจำนวนมากเป็นออกซีแอนไอออน คือธาตุหนึ่งรวมกับออกซิเจน เมื่อธาตุเกิดเป็นไอออนดังกล่าวสองชนิดที่มีประจุเท่ากัน ชนิดที่มีออกซิเจนมากกว่าลงท้ายด้วย -ate (-เอต) และชนิดที่มีออกซิเจนน้อยกว่าหนึ่งอะตอมลงท้ายด้วย -ite (-ไอต์) ไนเตรตคือ NO₃⁻ และไนไตรต์คือ NO₂⁻ ซัลเฟตคือ SO₄²⁻ และซัลไฟต์คือ SO₃²⁻ ประจุเท่าเดิม มีเพียงจำนวนอะตอมออกซิเจนที่เปลี่ยน

คลอรีนเกิดเป็นอนุกรมสี่ชนิด ซึ่งเพิ่มคำนำหน้าอีกสองคำ per- (เพอร์-) หมายถึงมีออกซิเจนมากกว่าไอออน -ate หนึ่งอะตอม และ hypo- (ไฮโป-) หมายถึงน้อยกว่าไอออน -ite หนึ่งอะตอม ได้แก่ เปอร์คลอเรต (ClO₄⁻) คลอเรต (ClO₃⁻) คลอไรต์ (ClO₂⁻) และไฮโปคลอไรต์ (ClO⁻) ซึ่งเป็นไอออนในน้ำยาฟอกขาวตามบ้าน โบรมีนและไอโอดีนก็เป็นไปตามรูปแบบเดียวกัน เช่น โบรเมต (BrO₃⁻) ไอโอเดต (IO₃⁻) และเพอริโอเดต (IO₄⁻)

การเติมไฮโดรเจน

การเติมไฮโดรเจนไอออน (H⁺) ลงในไอออนอะตอมกลุ่มที่เป็นลบ จะได้ไอออนใหม่ที่มีประจุเป็นลบน้อยลงหนึ่ง คาร์บอเนต (CO₃²⁻) กลายเป็นไฮโดรเจนคาร์บอเนต (HCO₃⁻) หรือเรียกว่าไบคาร์บอเนต และซัลเฟต (SO₄²⁻) กลายเป็นไฮโดรเจนซัลเฟต (HSO₄⁻) ฟอสเฟตรับได้หนึ่งหรือสองตัว PO₄³⁻ กลายเป็นไฮโดรเจนฟอสเฟต (HPO₄²⁻) แล้วเป็นไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (H₂PO₄⁻)

เบกกิ้งโซดาคือโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต NaHCO₃ คือ Na⁺ หนึ่งตัวสมดุลกับ HCO₃⁻ หนึ่งตัว

การเขียนสูตรที่มีไอออนอะตอมกลุ่ม

การเขียนสูตรของสารประกอบไอออนิก ให้รวมไอออนเข้าด้วยกันเพื่อให้ประจุรวมเป็นศูนย์ และเขียนไอออนบวกก่อน เมื่อต้องใช้ไอออนอะตอมกลุ่มมากกว่าหนึ่งตัว ให้ใส่ในวงเล็บและเขียนตัวเลขไว้หลังวงเล็บ ห้ามเปลี่ยนเลขห้อยภายในไอออน เพราะจะกลายเป็นไอออนอื่น

โซเดียมไฮดรอกไซด์: Na⁺ และ OH⁻ สมดุลกัน 1:1 สูตรจึงเป็น NaOH แคลเซียมไนเตรต: Ca²⁺ ต้องใช้ไอออน NO₃⁻ สองตัว จึงเป็น Ca(NO₃)₂ แอมโมเนียมซัลเฟต: ไอออน NH₄⁺ สองตัวสมดุลกับ SO₄²⁻ หนึ่งตัว ได้ (NH₄)₂SO₄ อะลูมิเนียมซัลเฟต: ไอออน Al³⁺ สองตัว (รวม +6) สมดุลกับไอออน SO₄²⁻ สามตัว (รวม −6) ได้ Al₂(SO₄)₃

การเรียกชื่อสารประกอบ ให้เรียกชื่อไอออนบวกก่อนแล้วจึงเรียกไอออนลบ CaCO₃ คือแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งเป็นสารประกอบหลักในชอล์กและหินปูน และ KMnO₄ คือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต