Joner och molekyler

Maha20 skrev:

Står på nätet att ''en jon är en laddad atom eller molekyl''.

Men hur kan en jon vara en laddad molekyl? En atom blir ju till en jon för att nå ädelgasstruktur, det är ju hela orsaken bakom att en jon bildas. Men en molekyl har ju redan nått ädelgasstruktur genom att ha kovalenta bindningar (där atomerna delar på elektroner). Hur kan molekylen då bli till en jon?

Vi kan ta exemplet salpetersyra HNO₃. Om salpetersyramolekylen protolyseras, d v s ger ifrån sig en vätejon, blir det kvar en negativt laddad nitratjon NO₃^-. Alla elektroner är kvar där de var från början, det är bara en positiv vätejon som har försvunnit.

Här kan se jag hur en molekyl blir till en jon utifrån ditt exempel. Dock förstår jag inte varför HNO3 vill bli till en jon, alltså ''en laddad molekyl'', för att koppla de till mig frågeställning i början. Molekyler som HNO3 har väl redan ädelgasstruktur genom att ha kovalenta bindningar? Att en jon är en laddad atom förstår jag, för att atomer kan bli till joner, men varför en molekyl kan bli till en jon = laddad molekyl. 

Ämnen som är syror eller baser "vill" ta upp respektive göra sig av med en vätejon. Det som blir kvar är en jon, med precis samma elektronkonfiguration som syran/basen var innan. HNO₃ är en stark syra, det betyder att den "väldigt gärna vill" göra sig av med vätejonen.

Jag vill fortsätta denna tråd, då det kvarstår oklarheter gällande begreppet joner.

Okej så, det står nästan överallt att en jon är en laddad atom (förståeligt) eller en molekyl (inte förståeligt)

Låt mig förklara hur jag tänker:

En jon är ju en laddad atom. Flera joner bildar jonföreningar. Jag tolkar det som att att jonföreningen KAN vara en laddad molekyl. Jag uppfattar det som att en laddad molekyl, består av flera joner (bryter sina kovalenta bind. & får jonbindningar istället). Hur kan en molekyl vara EN jon?

Sen kanske det kan vara lite missvisande att säga 'en laddad molekyl', eftersom en jonförening är oladdad. Men jag syftar mer på att en molekyl kan bestå av joner, alltså har den gått från oladdad  --> till att ha laddade joner. Vet inte om det stämmer.

Jag kanske överanalyserar det, men behöver gärna hjälp.

Nej, en jonförening är aldrig en molekyl. En jonförening hålls samman av jonbindningar, medan en molekyl hålls samman av molekylbindningar/kovalenta bindningar.

Jonföreningar bildar i stället jonkristaller/saltkristaller – stora tredimensionella nätverk av omväxlande positiva och negativa joner. En molekyl av ett visst ämne har alltid en given storlek – ett bestämt antal atomer. Men olika jonkristaller av samma jonförening kan vara olika stora.

När vissa källor säger att en jon kan vara ”en laddad molekyl”, så menar de att det kan vara en grupp av atomer, som tillsammans har en elektrisk laddning (även om den oftast är lokaliserad på en eller två av atomerna). Mellan atomerna i en sådan grupp är det kovalenta bindningar. Men jonen som helhet kan bindas med jonbindningar till joner med motsatt laddning.

Sådana joner, som är sammansatt av flera atomer, kallas för sammansatta joner eller komplexa joner. Sådana joner som är bildade av en enda atom kallas för enkla joner.

Som Smaragdalena skrev uppkommer sammansatta joner framför allt när syror eller baser lämnar ifrån sig eller tar upp vätejoner. När salpetersyra, HNO₃, lämnar bort en vätejon, blir det kvar en nitratjon, NO₃⁻. Den består ju av fyra atomer (som hålls ihop av kovalenta bindningar), men den har en negativ laddning och kan bilda jonföreningar tillsammans med positiva joner.

Det blev mycket klarare nu, tack!

Jag har fastnat vid att det i min bok står att en atom blir en jon för att nå ädelsgasstruktur. Så varför vill då en molekyl bli till en jon om den redan har nått ädelgastruktur genom att atomerna i molekylen delar på elektroner.

Det var därför jag tänkte att en jon inte kan vara en molekyl, för att molekylen har nått ädelgasst.

Du säger att sammansatta joner uppkommer vid syror & baser. Men struntas ädelgasprincipen då? Kan också en atom bli en jon pga syror och baser? (har glömt syra-basteori)

Så en jon bildas för att antingen nå ädelgasstruktur, eller när den utsätts för syror/baser?

När en vätejon lämnar t ex ensalpetersyramolekyl, s ålämnar den kvar "sin" elektron, så det är fortfarande lika mycket ädelgasstruktut i nitratjonen som det var i salpetersyran. Dessutom blir jonen mer symmetrisk (det sitter inte ett väte och skräpar på en av syreatomerna) vilket gör att den blir mer stabil (nu förenklar jag lite).

Jag förstår. Jag är detta resonemanget kring joner & syror och baser korrekt?

En vanlig syra-protolys ser ut såhär:

HX + B $\iff$X^- + HB⁺

HX delar på elektroner, har kovalent bindning. H:et avger sina elektroner till X:et och resulterar i att X:et blir en negativ jon, och H:et blir en positiv vätejon H⁺

H⁺ avges till B. B avger sina elektroner till H⁺ och blir HB⁺ . 

Är detta korrekt sagt? Blir HB⁺ en jonförening då? 

Detta grundar sig i att jag inte förstod varför HB blev positivt. För att i min bok står det att HX avger H⁺ till B, som blir HB⁺ , men en positiv jon bildas väl när en atom/atomgrupp har avgett elektroner?

Maha20 skrev:

Jag förstår. Jag är detta resonemanget kring joner & syror och baser korrekt?

En vanlig syra-protolys ser ut såhär:

HX + B $\iff$X^- + HB⁺

Nej, en vanlig syraprotolys ser ut så här: HA + H₂O => A- + H₃O⁺.

Om du nödvändigtvis vill vara så generell att du inte preciserar att basen som syran reagerar med är vatten, kan man skriva HA + B => A^- + HB⁺. Men det är normalt inget man gör förrän på universitetet. Du har alltså skrivit X, som brukar betyda halogen, i stället för det mer generella HA (A som i acid).

HX delar på elektroner, har kovalent bindning. H:et avger sina elektroner till X:et och resulterar i att X:et blir en negativ jon, och H:et blir en positiv vätejon H⁺

H⁺ avges till B. B avger sina elektroner till H⁺ och blir HB⁺ . 

Är detta korrekt sagt? Blir HB⁺ en jonförening då? 

Om B var oladdad från början blir HB+ en jon (som kan ingå i en jonförening tillsammans med ngon lämplig positiv jon). Det kan mycket väl vara så att basen är en negativt laddad jon, i så fall blir HB en oladdad molekyl. Det kan t o m vara så att en bas som är en jon med laddningen -2 tar upp en vätejon och blir en jon med laddningen -1

Detta grundar sig i att jag inte förstod varför HB blev positivt. För att i min bok står det att HX avger H⁺ till B, som blir HB⁺ , men en positiv jon bildas väl när en atom/atomgrupp har avgett elektroner?

En positiv jon bildas när en atom/molekyl antingen avger något negativt (vanligen en elektron) eller tar upp något positivt (vanligen en vätejon).

En positiv jon bildas när en atom/molekyl antingen avger något negativt (vanligen en elektron) eller tar upp något positivt (vanligen en vätejon).

1. Att ta upp något positivt visste jag inte. Man tänker ju sig att det bildas joner för att en atom ska få ädelgasstruktur, genom att avge elektroner. Får en atom ädelgasstruktur när den avger protoner? 

2. Varför säger man oftast vätejoner när man talar om protoner. Varför inte bara skriva protoner, som man skriver elektroner. 

Om B var oladdad från början blir HB+ en jon (som kan ingå i en jonförening tillsammans med ngon lämplig positiv jon). Det kan mycket väl vara så att basen är en negativt laddad jon, i så fall blir HB en oladdad molekyl. Det kan t o m vara så att en bas som är en jon med laddningen -2 tar upp en vätejon och blir en jon med laddningen -1

3. Om HB+ är en jon, är mitt resonemang isåfall fel? För att om B avger elektroner till H+ blir ju B en jon, och H+ en jon. HB+ blir ju då en jonförening? Men samtidigt vet jag att HB+ inte kan vara en jonförening då den inte är neutral, vilket betyder att den måste vara en sammansatt jon. Men sammansatta joner har kovalenta bindningar mellan sina atomer...

Tillägg: 3 mar 2024 21:12

(Borde ändra tråden till universitetsnivå.)

Maha20 skrev:

En positiv jon bildas när en atom/molekyl antingen avger något negativt (vanligen en elektron) eller tar upp något positivt (vanligen en vätejon).

1. Att ta upp något positivt visste jag inte. Man tänker ju sig att det bildas joner för att en atom ska få ädelgasstruktur, genom att avge elektroner. Får en atom ädelgasstruktur när den avger protoner? 

Du har kanske hört talas om ammoniak? Det är en oladdad molekyl so tar upp en vätejon och bildar en positivt laddad ammoniumjon (som är en syra, eftersom den kan avge en vätejon).

Får en atom ädelgasstruktur när den avger protoner? 

Det är itne vad vi pratar om här. Om en atom skulle avge en proton skulle det vara en kärnreaktion, och det är snarare fysik än kemi (men de vanliga kärnreaktionerna avger antingen en klump av två protoner och två neutroner, d v s en alfapartikel = heliumkärna, eller en elektron/positron).

2. Varför säger man oftast vätejoner när man talar om protoner. Varför inte bara skriva protoner, som man skriver elektroner. 

Fär att en vätejon inte nädvändigtvis är en proton, även om den oftast är det. En deuteriumjon eller tritiumjon fungerar precis som en "vanlig" vätejon, när det gäller syrabaskemi.

Om B var oladdad från början blir HB+ en jon (som kan ingå i en jonförening tillsammans med ngon lämplig positiv jon). Det kan mycket väl vara så att basen är en negativt laddad jon, i så fall blir HB en oladdad molekyl. Det kan t o m vara så att en bas som är en jon med laddningen -2 tar upp en vätejon och blir en jon med laddningen -1

3. Om HB+ är en jon, är mitt resonemang isåfall fel? För att om B avger elektroner till H+ blir ju B en jon, och H+ en jon. HB+ blir ju då en jonförening? Men samtidigt vet jag att HB+ inte kan vara en jonförening då den inte är neutral, vilket betyder att den måste vara en sammansatt jon. Men sammansatta joner har kovalenta bindningar mellan sina atomer...

---

Tillägg: 3 mar 2024 21:12

(Borde ändra tråden till universitetsnivå.)

Ja, om det handlar om universitetskemi bör tråden ligga på den nivån. När det gäller trådar på Ke2 så utgår vi som svarar från att det är den nivån som är lämpligt att svara på.

Fär att en vätejon inte nädvändigtvis är en proton, även om den oftast är det. En deuteriumjon eller tritiumjon fungerar precis som en "vanlig" vätejon, när det gäller syrabaskemi.

Jag tror du missförstod min fråga. Jag menar mer att jag inte förstår varför man säger att en proton är en vätejon. En vätejon är ju ett väte med 1 proton. Alltså är inte vätejon = proton. 

Det är inga problem med att ta emot/skicka iväg elektroner så som de är, de är ju inte bundna till något (?). När man säger att något avger elektroner, syftar man ju inte på att elektroner avges i form av joner.

Men när man pratar om protoner, och att det ska ex avges, måste det vara i form av en vätejon, alltså protonerna måste vara bundna till något, och inte bara protoner i sig?

Vet inte om detta är korrekt. Misstänker att det har något med kärnreaktioner som du nämnde. Men kan ej dra kopplingen.

Summan av kardemumman, varför avges protoner i form av joner, och varför säger man bara 'elektroner' när man syftar på att de avges/tas emot, och inte det i form av joner som protoner?

Summan av kardemumman, varför avges protoner i form av joner,

Det finns inga "nakna vätejoner/protoner i en sur vattenlösning, de har allihop fastnat på var sin vattenmolekyl och blivit till oxoniumjoner.

och varför säger man bara 'elektroner' när man syftar på att de avges/tas emot, och inte det i form av joner som protoner?

Tänker du på redoxreaktioner? Då är det elektroner som flyttar sig från en partikel till en annan, precis som det är vätejoner som flyttas från en partikel till en annan vid syrabasreaktioner.

På den första menar jag mer när en syra avger vätejoner till en bas, eller vatten, men ja...

Du har kanske hört talas om ammoniak? Det är en oladdad molekyl so tar upp en vätejon och bildar en positivt laddad ammoniumjon (som är en syra, eftersom den kan avge en vätejon).

Jag vill försöka förstå hur en jon kan bildas av att en molekyls atomer tar upp en vätejon rent kemiskt. Jag förstår kemin bakom att en molekyls atomer tar upp en elektron och blir en jon. Det sker ju mellan skalen.

HB+ från formeln ovan verkar ju vara en sammansatt jon. Jag har förstått en sammansatt binds ihop mha kovalenta bindningar. Då betyder det väl att när B tar upp en vätejon, binds de ihop med kovalenta bindningar, eller? Jag tycker att detta är konstigt, för att hur kan en jon & atom bindas till varandra genom kovalenta bindningar? Min teori var att när B (molekyl) tar upp en proton, blir den en jon. Alltså B+, så jag förstår ej hur HB+ bildas. 

Tar en molekyl tar upp elektroner, görs detta via skalen - så då bildas ju inte koval. bindningar, men med protonen gör den tydligen det?

När ammoniak reagerar med vatten så att det bildas en ammoniumjon, bildas det en kovalent bindning mellan kvävet och vätet. Det enda lite konstiga med denna bindning är att båda elektronerna fanns hos kvävet från början. När ammoniumjonen har bildats är de fyra väteatomerna identiska, så man kan inte se vilken av dem som är "den sura vätejonen".

Så en jon (vätejonen) & atom (i vatten) kan bindas till varandra med kovalenta bindningar?

Som jag nämnde tidigare verkar det mer logiskt att när en atom tar upp en proton, blir den en jon, precis som om det vore en elektron, men ja..

Om en atom skulle "ta upp en proton" borde det betyda att protonen hamnar i kärnan och det därmed blir ett helt annat grundämne, om du inte menar att det skapas en kovalent bindning.

Du måste förstå att det inte finns någon vätejon i ammoniumjonen utan bara fyra väteatomer, som alla har kovalenta bindningar till kväveatomen. Ammoniumjonen som helhet har en positiv laddning, och den är huvudsakligen lokaliserad hos den centrala kväveatomen, eftersom den har bidragit med båda elektronerna till en av de kovalenta bindningarna. Men kväveatomen är inte heller någon jon.

Vid kemiska reaktioner händer det ofta att ingående atomer ändrar form mellan atomform och jonform. Det som avgör vilken bindning de kan få är naturligtvis vilken form de har efter reaktionen.

Fast när ammoniak reagerar med vatten finns det aldrig någon vätejon, utan bara kovalent bundna väteatomer som flyttas från vattenmolekylerna till ammoniakmolekylerna. Väteatomen tar dock inte med sig sin elektron utan ”får en ny elektron” genom den kovalenta bindningen till kväveatomen. Den materia som överförs mellan vattenmolekylen och kvävemolekylen motsvarar därför bara en vätejon.

I en syralösning har vi heller inte några fria vätejoner/protoner. I stället är det oxoniumjoner (H₃O⁺), med tre väteatomer kovalent bundna till syreatomen, på liknande sätt som fyra väteatomer binder till kväveatomen i ammoniumjonen.

Det blev mycket tydligare nu, tack. 

1. Jag tror jag hade problem med att en en bas (i detta fallet) tar upp en proton. För det tar ju egentligen inte upp en proton, visst? Den tar upp en vätejon.

''Som jag nämnde tidigare verkar det mer logiskt att när en atom tar upp en proton, blir den en jon, precis som om det vore en elektron, men ja..''

Det är därför jag skrev detta ovan. För ammoniaks N binds till vätejonen med kovalent bindning & hela ammoniak blir en positiv jon, N:et tar inte upp själva protonen. 

Precis som som Smaragdalena skrev, om en atom tar upp en proton, blir det ett nytt grundämne. Är mitt resonemang korrekt?

Jag tror bara jag är van vid att en jon bildas när en atom tar upp/avger elektroner, inte en proton. 

2. Om jag tolkar dig rätt, när ammoniak reagerar med vattnet, vill ett H flyttas till ammoniak. Det som flyttas under processen blir en vätejon? 

3. När man säger att en jon & atom kan bindas med kovalenta bindningar. Menar man då att jonen blir en atom i bindningen, och hela molekylen blir en jon?

4. Hur kan ammoniak bli en jon, om den redan har fullt skal? Den tar väl inte upp en elektron, eller en proton?

Ursäktar för många frågor, behöver bara det lilla sista.

Maha20 skrev:

Det blev mycket tydligare nu, tack. 

1. Jag tror jag hade problem med att en en bas (i detta fallet) tar upp en proton. För det tar ju egentligen inte upp en proton, visst? Den tar upp en vätejon.

''Som jag nämnde tidigare verkar det mer logiskt att när en atom tar upp en proton, blir den en jon, precis som om det vore en elektron, men ja..''

Det är därför jag skrev detta ovan. För ammoniaks N binds till vätejonen med kovalent bindning & hela ammoniak blir en positiv jon, N:et tar inte upp själva protonen. 

Precis som som Smaragdalena skrev, om en atom tar upp en proton, blir det ett nytt grundämne. Är mitt resonemang korrekt?

Jag tror bara jag är van vid att en jon bildas när en atom tar upp/avger elektroner, inte en proton. 

Då behöver du lära dig att en jon även kan bildas om en molekyl tar upp eller avger en vätejon.

2. Om jag tolkar dig rätt, när ammoniak reagerar med vattnet, vill ett H flyttas till ammoniak. Det som flyttas under processen blir en vätejon? 

Syran (t ex vattenmolekylen) avger en vätejon. Vätejonen binder till det fria elektronparet på kväveatomen så att det bildas en alldeles vanlig kovalent bindning. Den positiva laddningen kommer att vara fördelad mellan alla de fyra vätena i ammoniumjonen.

3. När man säger att en jon & atom kan bindas med kovalenta bindningar. Menar man då att jonen blir en atom i bindningen, och hela molekylen blir en jon?

Edn molekyl är oladdad. En jon är laddad. Jag förstår inte din fråga. Om du menar att en sammansatt jon är uppbyggd med kovalenta bindningar, så har du rätt.

4. Hur kan ammoniak bli en jon, om den redan har fullt skal? Den tar väl inte upp en elektron, eller en proton?

Ursäktar för många frågor, behöver bara det lilla sista.

Omigen: Syran (t ex vattenmolekylen) avger en vätejon. Vätejonen binder till det fria elektronparet på kväveatomen så att det bildas en alldeles vanlig kovalent bindning. Den positiva laddningen kommer att vara fördelad mellan alla de fyra vätena i ammoniumjonen.

Ställ gärna fler frågor!

Edn molekyl är oladdad. En jon är laddad. Jag förstår inte din fråga. Om du menar att en sammansatt jon är uppbyggd med kovalenta bindningar, så har du rätt.

Den sammansatta jonen, NH4+ bildas väl när en jon, alltså vätejonen binder till kvävet. Då bildas de ju kovalenta bindningar mellan kvävet & vätejonen. Vätejonen blir en sedan vanligt väte. 

Omigen: Syran (t ex vattenmolekylen) avger en vätejon. Vätejonen binder till det fria elektronparet på kväveatomen så att det bildas en alldeles vanlig kovalent bindning. Den positiva laddningen kommer att vara fördelad mellan alla de fyra vätena i ammoniumjonen.

Okej, så ammoniumjonen blir positiv för att protonen som kommer med vätejonen bidrar till att jonens totala antal protoner ökar med 1 (då kvittar det om den har fullt elektronskal va?). Inte att vätets proton överförs till kvävets kärna.

Den sammansatta jonen, NH4+ bildas väl när en jon, alltså vätejonen binder till kvävet. Då bildas de ju kovalenta bindningar mellan kvävet & vätejonen. Vätejonen blir en sedan vanligt väte.

Korrekt. Innan vätejonen fastnar på ammoniaken var det en molekyl.

Okej, så ammoniumjonen blir positiv för att protonen som kommer med vätejonen bidrar till att jonens totala antal protoner ökar med 1 (då kvittar det om den har fullt elektronskal va?). Inte att vätets proton överförs till kvävets kärna.

Det fungerar precis likadant även om vätejonen skulle vara någon annan väteisotop, så det är mer korrekt att kalla den vätejon.