6.3 – Navngivning af ionforbindelser

Navngivning af ionforbindelser

Navnet for en ionforbindelse, der består af to grundstoffer, er navnet på metalionen, som skrives først, det samme som grundstoffets navn. Navnet på ikke-metallets ion, opnås fra den første stavelse af grundstoffets navn, efterfulgt af –id. Tal med nedsænket skrift, angives ikke i navnene på ionforbindelser, da de er underforstået på grund af afbalancering af ionernes ladninger i forbindelse (se tabel 6.3).

Opgaveeksempel 6.2

Navngivning af ionforbindelser

Angiv navnet for ionforbindelsen Mg₃N₂

Løsning

Trin 1:
Angiv kationen og anionen. Kationen fra gruppe 2A (2), er Mg²⁺, og anionen fra gruppe 5A (15)m er N^3-

Trin 2:
Navngiv kationen med dens grundstofnavn. Kationen Mg²⁺ er magnesium

Trin 3:
Navngiv anionen ved at anvende første stavelse fra dens grundstofnavn, efterfulgt af –id. Anionen N^3- er nitrid

Trin 4:
Skriv navnet på kationen først, efterfulgt af navnet på anionen. Mg₃N₂ er magnesiumnitrid

Metaller med variable ladninger

Vi har set, at ladningen for en ion af et repræsentativt grundstof, kan fås ud fra dens gruppenummer. Det er imidlertid ikke lige så let, at fastslå ladningen af et overgangsgrundstof, fordi de typisk danner to eller flere positive ioner. Overgangsgrundstofferne kan miste s elektroner fra deres højeste energiniveau, såvel som d elektroner. Dette er også tilfældet for metaller af repræsentative grundstoffer i grupperne 4A (14) og 5A (15), som for eksempel Pb, Sn pg Bi.

I nogle ionforbindelser, er jern i dens Fe²⁺ form; men i andre forbindelser, er det i dens Fe³⁺ form. Kobber danner også to forskellige ioner: Cu⁺ og Cu²⁺. Når et metal kan danne to eller flere ioner, har det en variabel ladning. Derfor, kan vi for disse metaller, ikke forudsige den ioniske ladning ud fra gruppenummeret.

For metaller der danner to eller flere forskellige ioner, er der brug for et navngivningssystem, for at kunne identificere den enkelte kation. Når dette er tilfældet, placeres et romertal som er lig med den ioniske ladning, i parentes lige efter navnet på metallet. For eksempel hedder Fe²⁺ jern(II), og Fe³⁺ hedder jern(III). Tabel 6.4 viser en liste over ionerne for nogle metaller, der danner to eller flere ioner.

Figur 6.2 viser nogle ioner og deres placering i det periodiske system. Overgangsgrundstoffer danner mere end en positiv ion, med undtagelse af zink (Zn²⁺), cadmium (Cd²⁺), og sølv (Ag²⁺), der kun danner en ion. Derfor, angives der ikke noget romertal ved zink, cadmium, og sølv, når man navngiver deres kationer. Metaller i gruppe 4A (14) og 5A (15), danner også mere end en positiv ion. For eksempel danner bly og tin i gruppe 5A (15), kationer med ladningerne 2+ og 4+, og bismuth i gruppe 5A (15), danner kationer med ladningerne 3+ og 5+.

**Figur 6.2** – I det periodiske system, dannes positive ioner fra metaller og negative ioner fra ikke-metaller.

Når du navngiver en ionforbindelse, er du nødt til at fastslå, om metallet danner to eller flere ioner. Hvis det er en overgangsgrundstof, med undtagelse af zink, cadmium og sølv, er du nødt til at skrive et romertal i parentes efter grundstoffets navn, for at vise dets ioniske ladning. Beregningen af den ioniske ladning, afhænger af den negative ladning af anionerne i formlen, som vist i Opgaveeksempel 6.3.

Opgaveeksempel 6.3

Navngivning af ionforbindelser med metalioner der har variable ladninger

Antibegroningsmaling til skibe, indeholder Cu₂O, hvilket forhindrer vækst af rurer og alger på bunden af skibene. Hvad er navnet på Cu₂O?

Løsning

Trin 1:
Fastslå ladningen på kationen ud fra anionen.

	Metal	Ikke-metal
Formel	Cu₂O
Grundstoffer	Kobber (Cu)	Oxygen (O)
Grupper	Overgangsgrundstof	6A (16)
Ioner	2 Cu?	O^2-
Ladningsbalance	$2\; Cu?+O^{2-}$ $\frac{2\; Cu?}{2}=\frac{2+}{2}=1+$
Ioner	Cu⁺	O^2-

Trin 2:
Navngiv kationen ud fra dens grundstofnavn, og brug et romertal i parentes, for at angive ladningen. Kobber(I)

Trin 3:
Navngiv anionen ved at bruge første stavelse i dens grundstofnavn efterfulgt af –id. Oxid.

Trin 4:
Skriv navnet på kationen først, efterfulgt af navnet på antionen. Kobber(I)oxid.

Tabel 6.5 viser nogle navne på nogle ionforbindelser i hvilke, overgangsgrundstoffer og metaller fra gruppe 4A (14), har mere end en ion.

Opstiller formler ud fra navnet på en ionforbindelse

Formlen for en ionforbindelse, skrives ud fra den første del af navnet, som beskriver metalionen inklusiv dens ladning, og den anden del som angiver ikke-metalionen. Tal i nedsænket skrift tilføjes hvis de behøves, for at afbalancere ladningerne. Trinene for at opstille formlen ud fra navnet på en ionforbindelse, er vist i Opgaveeksempel 6.4

Opgaveeksempel 6.4

Opstille formler for ionforbindelser

Skriv formlen for jern(III)chlorid.

Løsning

Trin 1:
Angiv kationen og anionen. Romertallet (III) indikerer, at ladningen på jernionen er 3+, Fe³⁺.

Trin 2:
Afbalancer ladningerne.

Trin 3:
Skriv formlen. Kationen først og brug tal i nedsænket skrift fra afbalanceringen af ladningerne.

FeCl₃

Sammensatte ioner

En ionforbindelse kan også bestå af en sammensat ion, som en af dens kationer eller anioner. En sammensat ion, er en gruppe af kovalent bundne atomer, som har en overordnet ionisk ladning. De fleste sammensatte ioner består af et ikke-metal, som for eksempel phosphor, svovl, carbon, eller nitrogen, kovalent bundet til oxygenatomer.

Næsten alle sammensatte ioner, er anioner med ladninger på 1-, 2-, eller 3-. Kun en almindelig sammensat ion, NH₄⁺, har en positiv ladning. Nogle modeller af almindelige sammensatte ioner, kan ses i figur 6.3.

Navngivning af sammensatte ioner

Navnene på de mest almindelige negativt ladede sammensatte ioner, ender på –at som for eksempel nitrat og sulfat. Når en relateret ion indeholder et mindre oxygenatom, bruges endelsen –it i dens navn, som for eksempel nitrit og sulfit. At lære disse endelser udenad, vil hjælpe dig med at identificere sammensatte ioner og deres navne i forbindelser. Hydroxidionen (OH^–) og cyanidionen (CN^–) er undtagelser fra dette navngivningsmønster.

Ved at lære formlerne på, ladningerne af, og navnene på de sammensatte ioner vist i tabel 6.6, kan du udlede de relaterede ioner. For eksempel er sulfationen SO₄^2-, og sulfitionen, der har et mindre oxygenatom, er SO₃^2-. Phosphat- og phosphitionerne, har begge en 3- ladning, og nitrat- og nitritionen har en 1- ladning. Grundstofferne i gruppe 7A (17), danner fire forskellige sammensatte ioner med oxygen. Der tilføjes præfikser til navnene og til endelserne, for at skelne mellem disse ioner. Præfikset per bruges for den sammensatte ion, der har et oxygenatom mere, end –at formen. Endelsen –at ændres til –it for den sammensatte ion der har et oxygenatom mindre. Præfikset hypo, bruges til den sammensatte ion, som har et oxygenatom mindre end –it formen. For eksempel har hver af de sammensatte ioner for chlor – perchlorat, chlorat, chlorit, hypochlorit – en ladning på 1-.

Formlen for hydrogencarbonat, eller bicarbonat, skrives ved at placere et hydrogenatom foran den sammensatte ions formel for carbonat (CO₃^2-), og ladningen ændres fra 2- til 1-, og giver HCO₃^–.

$\textup{H}^{+}+\textup{CO}_{3}^{-}$

Opstille formler for forbindelser der indeholder sammensatte ioner

Ingen sammensat ion eksisterer alene. Som enhver anden ion, skal en sammensat ion være associeret med ioner af modsat ladning. Bindingen mellem sammensatte ioner og andre ioner, sker ved elektrisk tiltrækning. For eksempel, består forbindelsen natriumchlorit af natriumioner (Na⁺) og chloritioner (ClO₂^–), der holdes sammen af en ionbinding.

For at skrive korrekte formler for forbindelser der indeholder sammensatte ioner, følger vi de samme regler for afbalancering af ladningen, som vi fulgte under afsnittet om formler for simple ionforbindelser. Den samlede positive og negative ladning, skal give nul. For eksempel, kig på formlen for en forbindelse, som indeholder natriumioner og chloritioner. Ionerne skrives som:

Fordi en ion af hver afbalancerer ladningen, skrives formlen som:

Når mere end en sammensat ion er nødvendig for at afbalancere ladningen, bruges parenteser til at adskille formlen på den sammensatte ion. Et nedsænket tal skrives uden for den afsluttende parentes, for at angive antallet af den sammensatte ion, der er nødvendigt for at afbalancere ladningen. Formlen for magnesiumnitrat består af magnesiumionen og den sammensatte ion nitrat.

For at afbalancere den positive ladning på 2+ fra magnesiumionen, behøves der to nitrationer. I formlen for forbindelsen, placeres parenteser omkring nitrationen, og det nedsænkede 2-tal, skrives uden for den afsluttende parentes.

Konceptforståelse 6.4

Sammensatte ioner i knogler og tænder

Knogler og tænder, indeholder en mineralforbindelse kaldet hydroxyapatit, C₁₀(PO₄)₆(OH)₂, der er et fast stof. Hvilke sammensatte ioner indeholder mineralet i knoglerne og tænderne?

Svar

De sammensatte ioner, der indeholder atomer fra to eller flere grundstoffer, er phosphationer (PO₄^3-) og hydroxidioner (OH^–).

Opgaveeksempel 6.5

Opstille formler der indeholder sammensatte ioner

Skriv formlen for aluminiumbicarbonat.

Løsning

Trin 1:
Angiv kationen og den sammensatte ion (anion).

	Kation	*Sammensat ion (anion)*
	$\textup{Al}^{3+}$	$\textup{HCO}_{3}^{-}$

Trin 2:
Afbalancer ladningerne.

$\textup{Al}^{3+}$		$\textup{HCO}_{3}^{-}$
		$\textup{HCO}_{3}^{-}$
		$\textup{HCO}_{3}^{-}$
(3+)	+	3(1-)	=	0

Trin 3:
Skriv formlen, kationen først. Brug nedsænkede tal for at angive antallet af den sammensatte ion. Formlen for forbindelsen, skrives ved at adskille formlen for bicarbonat, $\textup{HCO}_{3}^{-}$ i parentes, og skrive antallet af denne sammensatteion som et nedsænket tal uden for den afsluttende parentes.

Al(NO₃)₃

Navngivning af ionforbindelser der indeholder sammensatte ioner

Når man skal navngive ionforbindelser der indeholder sammensatte ioner, skriver man den positive ion, normalt et metal, først, og derefter skriver man navnet på den sammensatte ion.

Tabel 6.7 angiver formler og navne på nogle ionforbindelser som indeholde sammensatte ioner, og angiver også deres anvendelse.

Opgaveeksempel 6.6

Navngivning af forbindelser der indeholder sammensatte ioner

Navngiv følgende ionforbindelser:

a. KClO₃ b. Mn(OH)₂

Løsning

Trin 1:

Trin 2:

Trin 3:

Trin 4:

Formel	Kation	Anion	Navn på kation	Navn på anion	Navn på forbindelse
a. KClO₃	$\textup{K}^{+}$	$\textup{ClO}_{3}^{-}$	Kaliumion	Chloration	Kaliumchlorat
b. Mn(OH)₂	$\textup{Mn}^{2+}$	$\textup{OH}^{-}$	Mangan(II)ion	Hydroxidion	Mangan(II)hydroxid

Resumé om navngivning af ionforbindelser

Gennem dette kapitel, har vi set på strategierne til navngivning af ionforbindelser. Nu kan vi opsummere reglerne, som de er illustreret i figur 6.4. Generelt, navngives forbindelser der indeholder to grundstoffer, ved at starte med det første grundstof, efterfulgt af det andet grundstof med endelsen –id. For ionforbindelser, er det nødvendigt, at finde ud af, om metallet kan danne mere end en positiv ion; hvis det er tilfældet, anvendes et romertal efter navnet på metallet, for at indikere den præcise ladning. Ionforbindelser med tre eller flere grundstoffer, inkluderer nogle typer af sammensatte ioner. De navngives ved hjælp af ion-reglerne, men har typisk en endelse på –at eller –it, når den sammensatte ion har en negativ ladning.

Opgaveeksempel 6.7

Navngivning af ionforbindelser

Navngiv følgende ionforbindelser:

a. Na₃P b. CuSO₄ c. Cr(ClO)₃

Løsning

Trin 1:

Trin 2:

Trin 3:

Trin 4:

Formel	Kation	Anion	Navn på kation	Navn på anion	Navn på forbindelse
a. Na₃P	$\textup{Na}^{+}$	$\textup{P}^{3-}$	Natriumion	Phosphidion	Natriumphosphid
b. CuSO₄	$\textup{Cu}^{2+}$	$\textup{SO}_{4}^{2-}$	Kobber(II)ion	Sulfation	Kobber(II)sulfat
c. Cr(ClO)₃	$\textup{Cr}^{3+}$	$\textup{ClO}^{-}$	Chrom(III)ion	Hypochlorition	Chrom(III)hypochlorit

6.5 – Molekylære forbindelser: Deling af elektroner →