ANION: BILDUNG, EIGENSCHAFTEN UND TYPEN - CHEMIE - 2025

Ein Anion ist eine chemische Spezies mit einer negativen Ladung und eine der beiden Arten vorhandener Ionen. Seine negative Ladung beruht auf der Tatsache, dass es im Vergleich zur neutralen Form der Spezies einen Elektronenüberschuss aufweist; Für jedes weitere Elektron erhöht sich seine negative Ladung um eins.

Die negative Ladung kann sich an einem oder mehreren Atomen befinden sowie ihren Einfluss auf ein Molekül als Ganzes. Der Einfachheit halber wird unabhängig davon, wo sich die (-) Ladung befindet, die gesamte Spezies, Verbindung oder das Molekül als Anion betrachtet.

Anionen. Quelle: Gabriel Bolívar.

Wenn eine neutrale Spezies X ein Elektron gewinnt, manifestieren sich die überschüssigen negativen Ladungen in der Bildung des Anions X ^- , was auch zu einer Vergrößerung seines Atomradius führt (oberes Bild mit grünen Kugeln). X und X ^- unterscheiden sich stark in ihren Eigenschaften und in der Art und Weise, wie sie mit ihrer Umgebung interagieren.

Wenn nun beispielsweise angenommen wird, dass X das H-Atom ist, kann daraus ein Kation oder Anion entstehen: H ⁺ bzw. H ^- . Das Kation H ⁺ ist das Wasserstoffion, auch Proton genannt; und H ^- ist das Hydridanion, das "einfachste" aller bekannten Anionen.

Bildung eines Anions

Die Bildung eines Anions kann innerhalb der Theorie leicht erklärt werden; Obwohl es experimentell eine Herausforderung sein kann, insbesondere wenn Sie es rein wollen, ohne positive Ladungen, die von seinen negativen Ladungen angezogen werden.

Formelle Gebühren und weniger Links

Ein Anion bildet sich, wenn ein Atom einen Überschuss oder Gewinn an Elektronen aufweist. Dieser Gewinn kann unter Verwendung der formalen Ladungen in einer Lewis-Struktur bestimmt werden. Mit der vorherigen Methode ist es auch möglich, genau zu wissen, von welchem ​​Atom oder welcher Gruppe von ihnen die negative Ladung stammt.

Wenn die Atome kovalente Bindungen bilden, kann es zu einem teilweisen Elektronenverlust kommen, selbst wenn die Verteilung der Elektronen gleich ist. In diesem Sinne, je weniger Bindungen sich elektronegativere Atome bilden, desto mehr freie Elektronenpaare haben sie und weisen daher negative Ladungen auf.

Betrachten Sie zum Beispiel das Ammoniakmolekül NH ₃ . NH ₃ ist neutral und hat daher keine elektrischen Ladungen. Wenn ein H entfernt würde, dh eine NH-Bindung gebrochen würde, würde das Anion NH ₂ ^- erhalten werden . Dies kann verifiziert werden, indem die Lewis-Struktur gezeichnet und die formale Ladung auf N berechnet wird.

Nach dem Aufbrechen weiterer NH-Bindungen haben wir nun das Anion NH ^2- ; und unter Eliminierung des letzten H wird schließlich das Anion N ^3- erhalten , das als Nitridanion bezeichnet wird. Stickstoff hat keine Möglichkeit mehr, mehr Elektronen zu gewinnen, und seine -3-Ladung ist die negativste, die er erreichen kann. ihre Orbitale geben nicht mehr.

Ermäßigungen

Durch eine Reduktion kann ein Anion gebildet werden: Es gewinnt Elektronen, indem es eine andere Spezies oxidiert, die sie verliert. Sauerstoff zum Beispiel repräsentiert diese Art der chemischen Reaktion sehr gut.

Wenn Sauerstoff reduziert wird, oxidiert er zu einer anderen Spezies und wird zum Oxidanion O ^2- ; in unzähligen Mineralien und anorganischen Verbindungen vorhanden.

Körperlich

Ein Atom kann Elektronen gewinnen, wenn es sich in der Gasphase befindet:

X (g) + e ^- => X ^- (g)

Diese Art der Bildung eines Anions setzt ein breites Wissen über physikalische Techniken voraus, während gasförmige Anionen nicht leicht zu untersuchen sind und nicht alle Arten leicht in die Gasphase verflüchtigt oder zerstäubt werden können.

Eigenschaften

Im Allgemeinen werden die typischen Eigenschaften eines Anions nachstehend erwähnt, bevor ihre Typen und Beispiele erörtert werden:

-Es ist voluminöser als das neutrale Atom, von dem es stammt.

-Es kann trotz der zunehmenden elektronischen Abstoßung zwischen seinen eigenen Elektronen mehr oder weniger stabil sein.

-Wenn das Anion von einem niedrig elektronegativen Atom wie Kohlenstoff stammt, ist es sehr reaktiv.

- Stellen Sie starke Dipolmomente her.

-Es erhöht die Wechselwirkung mit polaren Lösungsmitteln noch mehr.

-Das einatomige Anion ist für das Edelgas seiner Zeit isoelektronisch; das heißt, es hat die gleiche Anzahl von Elektronen in seiner Valenzschale.

-Es kann die elektronische Wolke eines benachbarten Atoms polarisieren und seine externen Elektronen abstoßen.

Typen

Monatomic

Wie der Name schon sagt, handelt es sich um ein Anion, das aus einem einzelnen Atom besteht: Die negative Ladung ist gut lokalisiert. Jede Gruppe im Periodensystem weist charakteristische negative Ladungen auf; und da sie Anionen sind, sind sie die Nichtmetalle, die sich im p-Block befinden. Einige Beispiele und ihre Namen sind unten:

-Cl ^- , Chlorid.

-I ^- , Jodid.

-F ^- Fluorid.

-Br ^- , Bromid.

-O ^2- , Rost.

-S ^2- , Sulfid.

-Ich weiß ^2- , Selenid.

-Te ^2- , Tellurid.

-Po ^2- , Poloniuro.

-N ^3- , Nitrid.

-P ^3- , Phosphid.

-As ^3- , Arsenid.

-Sb ^3- , Antimoniuro.

-C ^4- , Carbid.

-Wenn ^4- , Silizid.

-B ^3- , Borid.

Oxoanionen

Oxoanionen zeichnen sich durch eine X = O-Bindung aus, wobei X ein beliebiges nichtmetallisches Element (außer Fluor) oder ein Metall (Chrom, Mangan usw.) sein kann. Sie können auch einen oder mehrere einfache XO-Links haben.

Einige Oxoanionen mit ihren jeweiligen Namen sind:

-ClO ^- , Hypochlorit.

-BrO ^- , Hypobromit.

-IO ^- , Hypoiodit.

-ClO ₂ ^- , Chlorit.

-ClO ₃ ^- , Chlorat.

-IO ₃ ^- , Jodat .

-ClO ₄ ^- , Perchlorat.

-PO ₄ ^3- , Phosphat.

-CO ₃ ^2- , Carbonat.

-CrO ₄ ^2- , Chromat.

-Cr ₂ O ₇ ^2- , Dichromat.

-SO ₄ ^2- , Sulfat.

-S ₂ O ₃ ^2- , Thiosulfat.

-NO ₃ ^- , Nitrat.

-NO ₂ ^- , Nitrit.

-BO ₃ ^3- , Borat.

-AsO ₄ ^3- , Arsenat.

-PO ₃ ^3- , Phosphit.

-MnO ₄ ^- , Permanganat.

Bio

Organische Moleküle haben funktionelle Gruppen, die elektrisch geladen werden können. Wie? Durch Bildung oder Aufbrechen kovalenter Bindungen, sehr ähnlich dem Beispiel des NH ₃ -Moleküls .

Einige organische Anionen sind:

-CH ₃ COO ^- , Acetat.

-HCOO ^- , Format.

-C ₂ O ₄ ^2- , Oxalat.

-RCOO ^- , Carboxylat.

-CH ₃ CONH ^- , amidiert.

-RO ^- , Alkoxid.

-R ₃ C ^- , Carbanion.

-CH ₃ O ^- , Methoxid.

Mehratomig

Oxoanionen sind auch mehratomige Anionen, dh sie bestehen aus mehr als einem Atom. Gleiches gilt für organische Anionen. Polyatomics fallen jedoch nicht in eine der oben genannten Klassifikationen. Einige von ihnen sind:

-CN ^- , Cyanid (hat eine Dreifachbindung, C≡N).

-OCN ^- , Cyanat.

-SCN ^- , Thiocyanat.

-NH ₂ ^- , Amid.

OH ^- , Hydroxyl, Hydroxid oder Hydroxyl.

-O ₂ ^- , Superoxid.

-O ₂ ^2- , Peroxid.

Molekular oder komplex

In organischen Anionen wurden einige negativ geladene funktionelle Gruppen erwähnt. Diese Gruppen können Teil eines großen Moleküls sein, und somit kann das Anion eine ganze robuste Verbindung mit vielen Bindungen sein. Die einfachste dieser Art von Anionen ist die hypothetische H ₂ ^- Molekül .

Ein weiteres Beispiel für diese Anionen sind Polysulfide, S _n ^2- , die aus Ketten mit mehreren SS-Bindungen bestehen. Auch negativ geladene Metallkoordinationsverbindungen wie ^- und ^2- können gezählt werden .

Verweise

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