Πώς να προσδιορίσετε τη χρέωση ιόντων μετάλλων μετάβασης

Το ηλεκτρικό φορτίο σε ένα ιόν μετάλλου μετάπτωσης αφορά τον αριθμό των ηλεκτρονίων που έχει χάσει σε άλλα άτομα σε μια χημική αντίδραση. Για να προσδιορίσετε το φορτίο σε ένα δεδομένο άτομο μετάλλου μετάπτωσης, πρέπει να εξετάσετε ποιο στοιχείο είναι, τα φορτία στα άλλα άτομα του μορίου και το καθαρό φορτίο στο ίδιο το μόριο. Τα φορτία είναι πάντα ακέραιοι αριθμοί και το άθροισμα όλων των ατομικών φορτίων ισούται με το φορτίο του μορίου.

Πολλαπλές καταστάσεις οξείδωσης

Όταν ένα άτομο χάνει ηλεκτρόνια σε μια χημική αντίδραση, ένας χημικός ονομάζει αυτή τη διαδικασία οξείδωση. Το φορτίο ενός ατόμου μετάλλου μετάπτωσης είναι ίσο με την κατάσταση οξείδωσής του και μπορεί να κυμαίνεται από +1 έως +7. Τα μέταλλα μετάπτωσης μπορούν να χάσουν ηλεκτρόνια πιο εύκολα από άλλα στοιχεία επειδή έχουν ασταθή ηλεκτρόνια στα εξωτερικά τροχιακά τους. Ορισμένες καταστάσεις οξείδωσης είναι πιο κοινές από άλλες για διαφορετικά μέταλλα μετάπτωσης επειδή αυτές οι καταστάσεις είναι σχετικά σταθερές. Για παράδειγμα, ο σίδηρος ή Fe, έχει πιθανές καταστάσεις οξείδωσης +2, +3, +4, +5 και +6, αλλά οι κοινές καταστάσεις οξείδωσης είναι +2 και +3. Όταν γράφονται οι τύποι για μέταλλα μεταπτώσεως, το όνομα του μετάλλου μετάπτωσης ακολουθείται από έναν ρωμαϊκό αριθμό της κατάστασης οξείδωσής του σε παρένθεση, έτσι ώστε το FeO, στο οποίο το Fe έχει κατάσταση οξείδωσης +2, να γράφεται ως σίδηρος (II). οξείδιο.

Ουδέτερες ενώσεις

Μπορείτε εύκολα να προσδιορίσετε το φορτίο των ιόντων μετάλλων μεταπτώσεως σε ουδέτερες ενώσεις, αρκεί να γνωρίζετε το φορτίο ή την κατάσταση οξείδωσης των ατόμων που συνεργάζονται με το μέταλλο μετάπτωσης. Για παράδειγμα, το MnCl2 περιέχει δύο ιόντα χλωρίου και το ιόν χλωρίου είναι γνωστό ότι έχει κατάσταση φορτίου ή οξείδωσης -1. Δύο ιόντα χλωρίου αθροίζονται σε –2, το οποίο σας λέει ότι το μαγγάνιο στο MnCl2 πρέπει να έχει φορτίο +2 για να καταστήσει την ένωση ουδέτερη.

Χρεωμένα συγκροτήματα

Τα ιόντα μετάλλων μεταπτώσεως μπορούν να συνδυαστούν με άλλους τύπους ατόμων για να σχηματίσουν θετικά ή αρνητικά φορτισμένα μοριακά σύμπλοκα. Ένα παράδειγμα τέτοιου συμπλόκου είναι το υπερμαγγανικό ιόν, MnO₄ . Το οξυγόνο έχει κατάσταση οξείδωσης ή φορτίο -2, και έτσι τα τέσσερα άτομα οξυγόνου αθροίζονται σε φορτίο -8. Επειδή το συνολικό φορτίο στο υπερμαγγανικό ιόν είναι –1, το μαγγάνιο πρέπει να έχει φορτίο +7.

Διαλυτές ενώσεις

Οι ουδέτερες ενώσεις μετάλλων μεταπτώσεως, οι οποίες είναι διαλυτές στο νερό, έχουν φορτίο +3 ή λιγότερο. Μια κατάσταση οξείδωσης μεγαλύτερη από +3 είτε προκαλεί την κατακρήμνιση της ένωσης είτε προκαλεί το ιόν μετάλλου μετάπτωσης να αντιδράσει με το νερό για να δημιουργήσει ένα ιόν που συμπλέκεται με οξυγόνο. Για παράδειγμα, μια ένωση με βανάδιο σε κατάσταση οξείδωσης +4 ή +5 θα αντιδράσει με το νερό για να σχηματίσει ένα ιόν που αποτελείται από ένα άτομο βαναδίου (IV) και ένα άτομο οξυγόνου με φορτίο +2 ή ένα ιόν που αποτελείται από ένα βανάδιο ( V) άτομο με δύο άτομα οξυγόνου και φορτίο +1.