If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Pokud používáš webový filtr, ujisti se, že domény: *.kastatic.org and *.kasandbox.org jsou vyloučeny z filtrování.

Hlavní obsah

Molekulové ionty

Naučíme se pojmenovávat soli obsahující běžné anionty odvozené od kyslíkatých kyselin.
V tomto článku se podíváme na víceatomové ionty. Někdy se jim také říká vícejaderné. Hodně z nich je odvozeno od kyslíkatých kyselin, tak se v českých učebnicích s tímto učivem spíše setkáme u kyslíkatých solí, ale princip je stejný. Tyto ionty obsahují více než jeden atom (tím pádem také více jader atomů). To víceatomové ionty odlišuje jednoatomových iontů, které obsahují pouze jediný atom. Příklady jednoatomových iontů jsou Na+, Fe3+, Cl a mnoho a mnoho dalších. V tomto článku předpokládáme, že jste se s jednoatomovými ionty, pojmenováváním látek, které se z nich skládají, i zapisováním jejich chemických vzorců již seznámili, takže třeba víte, že NaCl je chlorid sodný.
Pokud si chceš toto téma zopakovat, podívej se na článek o jednoatomových iontech a pojmenovávání iontových sloučenin.
Víceatomové ionty jsou všude kolem! Křída je z uhličitanu vápenatého, CaCO3, který obsahuje vápenaté kationty Ca2+, ty jsou jednoatomové, a uhličitanové anionty CO32, což jsou víceatomové ionty. Obrázek pochází od: Alice Flicker, CC BY-NC-ND 2.0

Stavba víceatomových iontů

Víceatomové ionty si můžeme přiblížit tak, že je porovnáme s jednoatomovými. Jednoatomový ion vznikl z atomu ziskem nebo ztrátou elektronu - došlo k ionizaci. Náboj iontu je dán tím, že celkový počet elektronů a celkový počet protonů není stejný. Oproti neutrálnímu atomu zde máme v případě záporně nabitého aniontu elektrony navíc a v případě kladně nabitého kationtu máme elektronů méně. Například takový neutrální atom chlóru, který má atomové (neboli protonové) číslo 17, má 17 protonů a 17 elektronů. Když neutrální atom získá další elektron, stává se anionem. V případě chloru chloridovým aniontem Cl:
             Cl   +   e      Cl
    17elektronů              18elektronů
     17protonů                17protonů
Po získání jednoho elektronu má chloridový anion 17 protonů a 18 elektronů. Vzhledem k tomu, že má o jeden elektron víc oproti počtu protonů, celkový náboj iontu je 1-.
Stejně tak můžeme víceatomový ion brát jako obdobu molekuly, u které došlo k ionizaci, např. ztrátou nebo získáním elektronu. U víceatomového iontu nese náboj skupina atomů navzájem propojených kovalentními vazbami. Náboj je dán tím, že se jejich celkový počet elektronů nerovná celkovému počtu protonů v této částici. Když zakreslujeme strukturní elektronové vzorce, celkový náboj víceatomového iontu se rovná součtu formálních nábojů každého atomu, který je jeho součástí.
Lewisův vzorec hydroxidu.
Elektronový strukturní (nebo také Lewisův) vzorec hydroxidového aniontu. Dvojice teček okolo O znázorňují tři volné elektronové páry a čára mezi H a O znázorňuje kovalentní vazbu obsahující dva sdílené elektrony. Celkový náboj tohoto víceatomového iontu je 1-, což nám napovídá značka vpravo nahoře za hranatou závorkou. Obrázek pochází z: Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0
Jako příklad si vezměme víceatomový iont OH, tedy hydroxidový anion. Nalevo je jeho strukturní elektronový vzorec. Obsahuje jeden atom kyslíku a jeden atom vodíku. Čára mezi nimi je kovalentní vazba, která je tvořena dvěma sdílenými elektrony H a O. Tečky kolem O reprezentují volné elektronové páry. U hydroxidového aniontu má kyslík tři volné elektronové páry, tedy celkem šest volných elektronů.
Celý vzorec víceatomového iontu píšeme do hranatých závorek a za ně vpravo nahoru napíšeme celkový náboj iontu. Vidíme, že hydroxidový anion má náboj 1-, takže tento iont má o jeden elektron více, než jaký je počet protonů v obou jádrech - atomu vodíku plus atomu kyslíku.
Opakování: Kolik protonů a elektronů je v hydroxidovém aniontu?

Nejběžnější víceatomové ionty

Víceatomové ionty jsou všude kolem! Mnoho jich jsou anionty kyslíkatých kyselin. Např. hydrogenuhličitanové anionty, HCO3, pomáhají zachovat správné pH v naší krvi, zatímco fosforečnanové anionty, neboli fosfáty, PO43, jsou klíčové pro mnoho metabolických dějů. Pamatovat si náboje a vzorce nejčastějších víceatomových iontů nám v budoucnu pomůže, až budeme studovat iontové sloučeniny a předvídat jejich reaktivitu. Následující tabulka obsahuje několik nejčastějších víceatomových iontů:
VzorecNázevVzorecNázevHg22+RtuťnýSCNThiokyanatanovýNH4+AmonnýCO32UhličitanovýNO2DusitanovýHCO3HydrogenuhličitanovýNO3DusičnanovýClOChlornanovýSO32SiřičitanovýClO2ChloritanovýSO42Síranový (*sulfátový)ClO3ChlorečnanovýHSO4Hydrogensíranový ClO4ChloristanovýOHHydroxidovýC2H3O2(či CH3COO)AcetátovýCNKyanidovýMnO4ManganistanovýPO43Fosforečnanový (*fosfátový)Cr2O72DichromanovýHPO42HydrogenfosforečnanovýCrO42ChromanovýH2PO4DihydrogenfosforečnanovýO22PeroxidovýC2O42Oxalátový
* V biochemii se často používá cizí název uvedený v závorce.
K víceatomovým iontům v této tabulce se budeme v celém článku dále odkazovat!

Názvy a chemické vzorce sloučenin obsahujících víceatomové ionty

Víceatomové ionty nejspíš najdeš i u vás v kuchyni! Jedlá soda je jen jiný název pro hydrogenuhličitan sodný, NaHCO3, který obsahuje hydrogenuhličitanový anion HCO3. Obrázek pochází z: pixabay, CC0 1.0
Když už teď spoustu víceatomových iontů známe, pojďme se podívat na to, jak pojmenovávat a zapisovat sloučeniny, ve kterých se vyskytují. Musíme přitom mít na paměti především dvě věci:
  1. Pokud sloučenina obsahuje více než jeden víceatomový ion stejného typu, musíme vzorec iontu vložit do závorek, předtím než v dolním indexu zapíšeme, kolik iontů tohoto typu ve sloučenině je.
  2. Celkový náboj iontové sloučeniny musí být neutrální, což znamená, že součet nábojů z kationtů a aniontů musí dohromady dát nulu. Díky tomuto pravidlu můžeme zjistit vzorec iontové sloučeniny, když známe náboj aniontu a kationtu. Toto pravidlo nám také může pomoci, když chceme vydedukovat náboj iontu a vzorec sloučeniny už známe.
Pojďme si to ukázat na několika příkladech.

Příklad č. 1: Odvození chemického vzorce z názvu

Jaký je chemický vzorec pro hydroxid vápenatý?
Vápník je kov alkalických zemin— patří do 2. skupiny periodické tabulky prvků—má tedy tendenci utvářet kationty s nábojem 2+. Díky tabulce víme, že hydroxid má vzorec OH a náboj 1-. Potřebujeme dva ionty hydroxidu, abychom přesně vyrušili náboj 2+ na Ca2+. Když budeme vzorec zapisovat, OH dáme do závorek a za ni do dolního indexu zapíšeme 2, aby bylo jasné, že jde o dva ionty hydroxidy na každý Ca2+ kation. Chemický vzorec sloučeniny tedy je Ca(OH)2.
Opakování: Jak víme, že CaOH2 není správný vzorec pro hydroxid vápenatý?

Příklad č. 2: Pojmenování iontových sloučenin obsahujících víceatomové ionty

Jak se nazývá sloučenina s chemickým vzorcem Ni3(PO4)2?
Při pojmenovávání iontových sloučenin nám práci usnadní, když si vzorec nejdříve rozdělíme na kationty a anionty. U této sloučeniny je kation založený na niklu. Nikl je přechodný kov, který dokáže utvářet různé typy kationtů o různých nábojích. To znamená, že musíme zjistit, jaký náboj má ion niklu v této konkrétní sloučenině, abychom ji dokázali správně pojmenovat! Naštěstí známe náboj aniontu - fosforečnan je víceatomový ion, který má vždy náboj 3-. Vzhledem k tomu, že celkový náboj iontové sloučeniny je nula, můžeme využít chemický vzorec a náboj fosforečnanu, a zjistit tak, jaký náboj má ion niklu.
Celkový náboj=0=(počet kationtůnáboj kationtu)+(počet aniontůnáboj aniontu)
Když tuto rovnici upravíme, vidíme, že součet nábojů kationtů se musí rovnat 1 krát počet nábojů anionů.
počet kationůnáboj kationtů=1(počet anionůnáboj aniontů)
Dále vložíme známé hodnoty - počet kationtů a aniontů - z chemického vzorce a náboj anionu, a zjistíme náboj niklu:
3náboj kationtů=1(23)=6+náboj kationtů=6+3=2+
Nyní už víme, že kation v naší sloučenině je chlorid nikelnatý. Abychom dokázali pojmenovat celou sloučeninu, začneme názvem kationtu, jenž má náboj v závorce římskými číslicemi a za nímž je název anionu.
Název sloučeniny tedy bude fosforečnan nikelnatý.

Příklad č. 3: Rozebrání iontové sloučeniny na ionty

Jaké ionty nalezneme ve sloučenině Ca(MnO4)2?
U každé sloučeniny urči, jaký má vzorec, náboj a z jakých iontů se skládá.
Když si rozebíráme vzorec iontové sloučeniny, nejdříve se díváme na vzorce iontů, které známe. V tomto případě si všimneme MnO4, tedy manganistanu, jednoho z víceatomových iontů zmíněných v tabulce nahoře. V této sloučenině máme dva ionty manganistanu.
Manganistan má náboj 1-, výpočet bude 2(1)=2. Vzpomeň si, že všechny iontové sloučeniny musí mít celkový náboj nula. Vápník tedy musí být v kationtu přítomen Ca2+, aby vyvážil náboj 2- od dvou MnO4 iontů.
Zkontrolovat si to můžeme takto: "Tvoří vápník běžně kationty s nábojem 2+?" Vápník Ca je ve 2. skupině, typicky ztrácí dva elektrony, a tak utváří kationty o náboji 2+. Vypadá to tedy, že naše odpověď odpovídá. Super!
Iontová sloučenina Ca(MnO4)2 tak obsahuje jeden Ca2+ kation a dva MnO4 aniony.
Často je užitečné si iontovou sloučeninu rozložit na jednotlivé ionty. Například v situaci, kdy je iontová sloučenina rozpuštěná ve vodě a dochází k reakci. Mnoho iontových sloučenin je rozpustných ve vodě a ionty se od sebe oddělí. Ionty se odloučí a účastní se vlastních chemických reakcí nezávisle na dalších iontech v původní iontové sloučenině.

Závěr

Stejně jako vznikají ionty, když neutrální atomy získají elektrony či o ně přijdou, víceatomové ionty vznikají, když neutrální molekula získá či ztratí elektrony. Víceatomový iont je tedy skupina atomů v kovalentní vazbě, která má určitý náboj, protože celkový počet elektronů v molekule se nerovná celkovému počtu protonů v molekule. V Lewisově vzorci víceatomového iontu se musí součet formálních nábojů všech atomů rovnat celkovému náboji iontu.
Znát alespoň ty nejběžnější víceatomové ionty je užitečné, protože díky tomu dokážeme rozpoznat iontové sloučeniny a předvídat jejich reaktivitu. Přestože se může snaha zapamatovat si víceatomové ionty zdát náročná, vzorce, názvosloví i náboje iontů se řídí určitými pravidly, která se můžeme naučit, a pak si nemusíme všechny ionty pamatovat nazpaměť.
Bonus: Když už znáš víceatomové ionty, můžeš si zahrát hru "Najdi víceatomový iont", ve které hledáš příklady sloučenin obsahujících víceatomové ionty v každodenním životě. V tomto článku už jsme jako příklad uvedli jedlou sodu a křídu. Dokážeš přijít na další? Nápověda: podívej se na složení u krému, šamponu nebo zubní pasty. Další příklady můžeš nasdílet v komentářích!

Zkus si to!

1. příklad
Jaký je chemický vzorec pro fosforečnan lithný?
Vyber 1 odpověď:

2. příklad
Jak se nazývá sloučenina s tímto chemickým vzorcem (NH4)2S ?
Vyber 1 odpověď:

Příklad 3
Jaké ionty nalezneme v iontové sloučenině FeCr2O7?
U každé sloučeniny urči, jaký má vzorec, náboj a z jakých iontů se skládá.
Vyber 1 odpověď:

Chceš se zapojit do diskuze?

Umíš anglicky? Kliknutím zobrazíš diskuzi anglické verze Khan Academy.