Аммоний | это... Что такое Аммоний? (original) (raw)

Модель катиона аммония

Образование аммония

Аммоний (свободный радикал) – атомная группа (или радикал) состава NH4, не существующая в свободном виде[1][2]. Аммоний (свободный радикал), так же как и короткоживущие свободные радикалы, склонен к рекомбинации и как атом водорода образует молекулу водорода[3].Аммоний (свободный радикал) можно стабилизировать замораживанием или в матрице в виде амальгамы.[3][4]

Аммоний (катион) – положительно заряженный полиатомный ион с химической формулой NH4+. Аммоний (катион) с противоионом образуют соли аммония, аммониевые соединения, последние входят в большой класс ониевых соединений.[5]

Аммо́ний (лат. Ammonium) — многоатомный неорганический катион, продукт протонирования аммиака. В соединениях играет роль одновалентного металла. Химическая формула — NH4+. При растворении аммиака в растворах кислот происходит реакция протонирования:

NH3 + H+ = NH4+

Ион аммония является правильным тетраэдром с азотом в центре и атомами водорода в вершинах тетраэдра. Размер иона — 1,43 Å[6].

Существует также короткоживущий свободный радикал аммония с формулой NH4[7] (см. Свободный аммоний).

Содержание

Диссоциация солей аммония

При диссоциации солей аммония в водных растворах образуется катион аммония, например:

NH4CI = NH4+ + Cl−.

Свойства солей аммония

Большинство солей аммония — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и легко разлагающиеся при нагревании с выделением газов.

NH3 + Н+X− → [NH4]+X−,

то чем сильнее кислотный остаток Х− удерживает катион Н+, тем труднее происходит прямой процесс и легче — обратный. Поэтому, чем меньше константа диссоциации кислоты, тем менее устойчива её аммонийная соль. Так, соль сильной кислоты HCl хлорид аммония NH4Cl вполне стабилен при комнатной температуре, а соль слабой угольной кислоты в этих условиях заметно разлагается.

Аммониевые соли летучих кислот при нагревании разлагаются, выделяя газообразные продукты, которые при охлаждении вновь образуют соль:

NH4Cl → NH3 + HCl → NH4Cl

Если соль образована нелетучей кислотой, то нагреванием можно удалить NH3:

NH4H2PO4 → Н3PO4 + NH3

(NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + 4H2O

NH4NO3 → N2O + 2H2O

Реакция для обнаружения аммония

Реакция для обнаружения аммония — выделение аммиака при действии едких щелочей на соли аммония:

NH4CI + NaOH = NH3 + H2O + NaCI

Широко используется для спектрофотометрического количественного анализа также реакция с реактивом Несслера.

Свободный аммоний

При попытке получения в свободном виде аммоний распадается на аммиак и водород. Однако при определенных условиях возможно выделение очень нестабильного свободного аммония NH4. Впервые он был получен при восстановлении раствора хлорида аммония амальгамой натрия в виде тестообразной массы, выделяющей водород и аммиак. В дальнейшем его удалось получить в жидком аммиаке. Если действовать NH4I на синий раствор металлического натрия в жидком аммиаке, то он обесцвечивается вследствие реакции по схеме:

Na + NH4I = NaI + NH4.

Так как выделение водорода при этом не наблюдается и образовавшаяся бесцветная жидкость легко присоединяет иод (предположительно – по схеме: 2NH4 + I2 = 2NH4I), весьма вероятно, что в ней содержится свободный радикал – NH4. Заметное разложение последнего с выделением водорода начинает идти лишь выше минус 40 °C.[3]

Существует также амальгама аммония. Последний в амальгаме значительно устойчивее, чем в свободном состоянии, и разлагается на аммиак и водород сравнительно медленно[4].

Замещённые соединения аммония

Органические

Атомы водорода в аммонии могут быть замещены на органические радикалы. Существуют соединения одно-, двух-, трёх- и даже четырёхзамещённого аммония. Гидроксиды четырёхзамещённого аммония (например, гидроксид тетраметиламмония) могут быть выделены в свободном состоянии и являются намного более сильными щелочами, чем сам аммоний и его производные меньшей степени замещения.

Неорганические

Тетрафтораммоний [NF4]+ представляет собой аммоний, все четыре атома водорода в котором замещены фтором. Тетрафтораммоний является одним из немногих соединений, в которых азот имеет степень окисления +5, является сильнейшим окислителем и устойчив только в соединении с комплексными фтористыми анионами, например, тетрафторборатом [BF4]−.

См. также

Литература

Примечания

  1. ↑ Аммоний, аммониум//ЭСБЕ
  2. ↑ Словарь иностранных слов. — 15-е изд., испр.. — М.: Русс.яз, 1988. — С. 32. — 608 с.
  3. ↑ 1 2 3 Некрасов, 1962, с. 347
  4. ↑ 1 2 Некрасов, 1962, с. 659
  5. ↑ Onium compounds// IUPAC Gold Book
  6. ↑ Н. С. Ахметов. Неорганическая химия. Учебное пособие для ВУЗов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1975. — С. 394. — 672 с.
  7. ↑ Некрасов, 1962, с. 339