Indhold

Ioner

Simple ioner

Sammensatte

Formelenhed

 


Ioner og ionforbindelser


En ion er et atom, der har optaget eller afgivet en eller flere elektroner. En ion har en ladning, og ladningen er enten positiv eller negativ. En positiv ladning dannes, når atomet afgiver en elektron. Når det neutrale atom afgiver en elektron, vil atomet have en proton mere end antallet af elektroner. Protoner er positiv ladet, og den dannede ion vil have ladningen +1. Omvendt hvis det neutrale atom optager en elektron vil ionen nu have en elektron mere end antallet af protoner og ladningen vil nu være -1.

 Figur 1. Lithium afgiver en elektron (Li+) til fluor. Flour (F -) optager en elektron.

 

Ionforbindelser kaldes også salte og består af metal og ikke-metal, som holdes sammen af positive og negative ladninger. Saltet natriumchlorid består af en positiv ladet natrium og negativ ladet chlor. De elektriske kræfter holder ionerne sammen så de bliver til en ionforbindelse. Tabel 1 viser eksempler på ionforbindelser. Ionforbindelser er altid elektrisk neutrale. Der altid lige mange positive og negative ladninger. Bemærk antallet af chloratomer. Natrium, magnesium og aluminium har henholdsvis +1, +2 og +3 positive ladninger. Chlorid har -1. 

Tabel 1: Ionforbindelser.

Kemisk formel Navn
 NaCl  Natriumchlorid
 MgCl2  Magnesiumchlorid
 AlCl3  Aluminiumchlorid

 


Simple ioner


Atomer i 8. hovedgruppe er alle ædelgasser og har 8 elektroner i yderste skal, på nær helium som har 2. Denne elektronstruktur gør atomet stabilt og atomer med 8 elektroner i yderste skal vil derfor sjældent indgå i kemiske reaktioner. Denne opdagelse har fået navnet ædelgasreglen og siger at atomer vil prøve at opnå 8 elektroner i yderste skal (eller 2), ved at optage eller afgive elektroner. Senere skal vi se på at atomer også kan dele elektroner for at opnå stabil elektronstruktur.

Lithiumatomet har en elektronstrukturen 2,1 (figur 1) og fluor har elektronstrukturen 2,7. Begge atomer kan opnår stabil elektronstruktur ved at Li afgiver en elektron til F. De bliver nu begge ioner, da de opnå en positiv og negativ ladning ved at have forskellig antal protoner og elektroner.

Når lithiumatomet afgiver en elektron opnår det elektronstrukturen 2, mens fluor opnår elektronstrukturen 2,8. Li bliver til Li+ og F bliver til F-. Et atom bliver positiv,t når det afgiver en eller flere elektroner og negativ, når et atom optager et eller flere elektroner.

Simple ioner består af et atom, som har optaget eller afgivet et eller flere elektroner.

Ioner dannet ud fra hovedgrupperne følger ædelgasreglen. Det afgiver eller optager så får 8 eller 2 elektroner i yderstre skal. Ioner fra undergrupperne opfører sig anderledes. De har ikke samme systematik som hovedgrupperne. De skal læres udenad.

         

 Tabel 2. Udvalgte ioners formel og navne

Hovedgrupper ioner             Undergruppe ioner

 Formel  Ionnavn  Formel  Ionnavn
 Na+  Natriumion  Fe2+  Jern(III)ion
 K+  Kaliumion  Fe3+  Jern(II)ion
Mg2+  Magnesiumion  Cu+  Kobber(I)ion
 Ca2+  Calciumion  Cu2+  Kobber(II)ion
 Al3+  Aluminiumion  Ag+  Sølv(I)ion
 N3-  Nitrid  Zn+  Zink(I)ion
 O2-  Oxid  Zn2+  Zink(II)ion
 Cl-  Chlorid  Ni2+  Nikkel(II)ion
 Br-  Bromid  Cr3+  Chrom(III)ion

 

 

 

 

 Fe3+  Jern(III)ion
 Fe2+  Jern(II)ion
 Cu+  Kobber(I)ion
 Cu2+  Kobber(II)ion
 Ag+  Sølv(I)ion
 Zn+  Zink(I)ion
 Zn2+  Zink(II)ion
 Ni2+  Nikkel(II)ion
 Cr3+ Chrom(III)ion

 

 

 

 

 


Sammensatte ioner


Sammensatte ioner består af to eller flere forskellige ikke-metal atomer med en positiv eller negativ ladning. Hydroxid er en sammensat ion, OH-. Sammensatte ioner består af mindst to forskellige atomer. Atomerne er ikke-metaller og har en positiv eller negativ ladning.

 Tabel 2: Sammensatte ioner

 NH4+  Ammonium
 OH-  Hydroxid
 NO3-  Nitrat
 NO2-  Nitrit
 SO42-  Sulfat
 SO32-  Sulfit
 CO32-  Carbonat
 PO43-  Phosphat
 SCN-  Thiocyanat
 HS-  Hydrogensulfid
 H3O+  Oxonium

 


Formelenhed


 En formelenhed angiver formlen på den enhed en krystal er opbygget af. En krystal er et iongitter, hvor ionerne sidder i en ordnet struktur. Det er denne ordnet struktur er holder sammen på iongitteret. Hver postive natriumion er omgivet af negative chloridioner. Den postive og negative ladning holderne iongitteret sammen. Det er stærke elektriske kræfter der holder sammen på krystallen. Krystaller har derfor høje koge og smeltepunkter. Groft bordsalt består af små krystaller som hver indeholder millioner af natriumioner og chloridioner. I stedet for at angive hvor mange enheder krystallet består af angives den simpleste form. Bordsalt skrives som NaCl selvom saltet består af millioner af ioner.

Figur 3 viser en 3D modul af et iongitter bestående af natriumioner og chloridioner. Start 3d animationen og se hvordan ionerne er placeret i forhold til hinanden. Der kan zoomes ud og ind ved at benytte to fingerer. Forholdet mellem natrium og chorid er 1:1. Derfor formelenheden NaCl. I ionforbindelser anvendes begrebet koordinationstal, og angiver antallet af naboer et atom er omgivet af. Koordinationstallet for en NaCl krystal er seks i det at natrium er omgivet af seks chlorid og chlorid er omgivet af seks natrium.

 

Figur 3. Figur viser uddrag af en NaCl krystal. Cl- er grøn og Na+ er blå.

 


Navngivning ioner og ionforbindelser


 

 

 

 

 

 

 

Opgave

Beskriv hvad der sker i animation1 og animation2

 

Angiv elektronstruktur for følgende atomer.

 

Angiv kordinationstal for NaCl ved at anvende figur 3. Tryk på billede for 3d model

Angiv elektronstruktur for følgende ioner.

 

Angiv ladning på følgende atomer ud fra oplysningen.

Na afgiver en elektron osv.

 

Navngiv følgende sammensatte ioner

 

Løs følgende opgave sammen spillet saml ionforbindelser