Положительные и отрицательные ионы: катионы и анионы
Образование других солей происходит по такому же принципу, как и образование хлорида натрия. Металл отдает электроны, а неметалл эти электроны получает. Образуются катионы и анионы, электростатическое притяжение между положительными и отрицательными зарядами притягивает частицы друг к другу, создавая таким образом ионное соединение.
Металл вступает в реакцию с неметаллом и образует ионную связь.
Зачастую по положению элемента в периодической таблице можно определить заряд его иона. Например, все щелочные металлы (элементы группы IA) отдают один электрон, образуя таким образом катион с зарядом 1+. Точно так же щелочноземельные металлы (элементы группы IIA) отдают два электрона и образуют катион с зарядом 2+. Что же касается алюминия, представителя группы IIIA, то он отдает три электрона, образуя таким образом катион с зарядом 3+.
Положительные и отрицательные ионы: катионы и анионы
Дальше рассуждаем в том же духе. Итак, все галогены (элементы группы VIIA) имеют по семь валентных электронов. И все они принимают по одному электрону, чтобы заполнить свой валентный энергетический уровень. Таким образом, все галогены образуют отрицательный однозарядный анион. Что касается элементов группы VIA, то они принимают по два электрона и образуют анионы с зарядом 2-. Элементы же группы VA получают по три электрона и превращаются в анионы с зарядом 3-.
В табл. 6.1 перечислены некоторые распространенные одноатомные катионы, а в табл. 6.2 — распространенные одноатомные анионы.
Труднее определить количество электронов, которые отдают переходные металлы (представители групп B). На самом деле многие из этих элементов могут отдавать разное количество электронов, поэтому они образуют, как минимум, по два катиона, имеющих разные заряды.
Электрический заряд, получаемый атомом, иногда называется степенью окисления. Многие ионы переходных металлов могут иметь разную степень окисления. В табл. 6.3 приведены некоторые распространенные переходные металлы, каждый из которых имеет несколько степеней окисления.
Обратите внимание, что названия всех катионов приведены двумя способами. Согласно первому способу (общепринятому в настоящее время) название иона состоит из названия металла, за которым в скобках следует заряд иона, записанный римскими цифрами, например
I
хром (II). Устаревшие названия в основном являются более развернутыми, например «ион четырехвалентного свинца». Когда элемент имеет несколько ионов (например, железо), то, как правило, пишется с указанием валентности (например, «ион двухвалентного железа»). (Более подробно о названиях ионов речь идет далее в главе, в разделе «Названия ионных соединений».)
Многоатомные ионы
Ионы не всегда являются одноатомными, т.е. состоящими из единственного атома. Они могут быть и многоатомными, т. е. состоящими из группы атомов. Обратите внимание на ион ртути (I) (см. табл. 6.3). Его символ, Hg22+, указывает на то, что два атома ртути связаны в один ион. Эта группа атомов имеет общий заряд 2+, а каждый катион имеет заряд 1+. Такие ионы называются многоатомными.
Многоатомные ионы считаются такими же, как и одноатомные (см. раздел «Названия ионных соединений» далее в главе). Некоторые важные многоатомные ионы перечислены в табл. 6.4.
Символ иона сульфата, SO42 , показывает, что один атом серы связан с четырьмя атомами кислорода и этот многоатомный ион имеет два лишних электрона.