ไอออนหลายวาเลนต์คืออะไร?

คำถาม

ไอออนหลายตัวคือไอออนที่มีประจุไฟฟ้ามากกว่าหนึ่งประจุ. ไอออนเหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งไอออนบวก, ซึ่งเป็นประจุบวก, หรือแอนไอออน, ซึ่งมีประจุเป็นลบ.

ตัวอย่างของไอออนบวกหลายวาเลนต์ ได้แก่ Fe2+ และ Fe3+ (เหล็ก(II) และเหล็ก(สาม) ไอออน, ตามลำดับ), ในขณะที่ตัวอย่างของหลายวาเลนต์แอนไอออนรวมถึง PO4 3- (ฟอสเฟตไอออน) และ SO4 2- (ซัลเฟตไอออน).

ไอออนหลายวาเลนต์มีความสำคัญในปฏิกิริยาเคมีหลายชนิด และพบได้ทั่วไปในสารประกอบ เช่น แร่ธาตุและเกลือ.

องค์ประกอบหลายองค์ประกอบคืออะไร?

ธาตุหลายวาเลนต์คือธาตุที่สามารถสร้างไอออนที่มีประจุมากกว่าหนึ่งประจุ. องค์ประกอบเหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งโลหะและอโลหะ, และสามารถสร้างไอออนบวกได้ (ไอออนที่มีประจุบวก) หรือแอนไอออน (ไอออนที่มีประจุลบ).

ตัวอย่างเช่น, ทองแดงเป็นโลหะหลายวาเลนต์ที่สามารถก่อตัวเป็นไอออนบวกโดยมีประจุอย่างใดอย่างหนึ่ง +1 หรือ +2. ไอออนเหล่านี้เรียกว่าทองแดง(ผม) และทองแดง(II) ไอออน, ตามลำดับ. ซึ่งเชื่อว่าจะเป็นประโยชน์ต่อการส่งมอบยาที่ต้องฉีดต่อไปในระยะยาว, ฟอสฟอรัสเป็นอโลหะหลายวาเลนต์ที่สามารถก่อตัวเป็นประจุลบด้วยประจุอย่างใดอย่างหนึ่ง -3 หรือ -5. ไอออนเหล่านี้เรียกว่าฟอสเฟตไอออนและเพนทาฟอสเฟตไอออน, ตามลำดับ.

ธาตุหลายวาเลนต์มีความสำคัญในปฏิกิริยาเคมีหลายชนิด และมักพบในสารประกอบ เช่น แร่ธาตุและเกลือ.

องค์ประกอบหลายองค์ประกอบคือองค์ประกอบที่มีมากกว่าหนึ่งวาเลนซ์, หรือความสามารถในการสร้างพันธะเคมีหลายประเภทกับอะตอมอื่น.

ต่อไปนี้เป็นข้อเท็จจริงเชิงลึกเกี่ยวกับองค์ประกอบหลายองค์ประกอบ:

  1. ธาตุหลายชนิดในตารางธาตุมีหลายธาตุ, รวมทั้งโลหะทรานซิชัน, โลหะกลุ่มหลัก, และเมทัลลอยด์.
  2. จำนวนของวาเลนซ์ที่องค์ประกอบสามารถมีได้จะพิจารณาจากจำนวนของอิเล็กตรอนในระดับพลังงานนอกสุดหรือเปลือกของเวเลนซ์.
  3. ธาตุหลายวาเลนต์สามารถก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติต่างกัน ขึ้นอยู่กับจำนวนวาเลนซ์ที่แสดงออกมา. ตัวอย่างเช่น, เหล็กสามารถสร้างไอออน Fe2+ และ Fe3+ ได้, ซึ่งมีสมบัติต่างกันและทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นต่างกัน.
  4. ความเก่งกาจขององค์ประกอบหลายองค์ประกอบทำให้มีความสำคัญในการใช้งานทางอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีมากมาย. ตัวอย่างเช่น, อลูมิเนียม, องค์ประกอบที่หลากหลาย, ใช้ทำวัสดุโครงสร้างน้ำหนักเบาแต่แข็งแรง, เช่นเครื่องบินและชิ้นส่วนรถยนต์.
  5. องค์ประกอบหลายองค์ประกอบสามารถมีบทบาทในระบบชีวภาพได้เช่นกัน. ตัวอย่างเช่น, เหล็กและทองแดง, ทั้งองค์ประกอบหลายองค์ประกอบ, เป็นสารอาหารที่จำเป็นสำหรับมนุษย์และสัตว์อื่นๆ.

ความแตกต่างระหว่างไอออนโมโนวาเลนต์และหลายวาเลนต์

โมโนวาเลนต์ไอออนคือไอออนที่มีประจุบวกหรือประจุลบเพียงประจุเดียว, ในขณะที่หลายวาเลนต์ไอออนเป็นไอออนที่มีประจุบวกหรือลบหลายตัว. จำนวนประจุของไอออนเรียกว่าวาเลนซ์.

ต่อไปนี้เป็นข้อแตกต่างที่สำคัญบางประการระหว่างไอออนโมโนวาเลนต์และหลายวาเลนต์:

  1. โมโนวาเลนต์ไอออนมีเวเลนต์เป็น 1, ในขณะที่ไอออนหลายวาเลนต์มีวาเลนซ์เป็น 2 หรือมากกว่า.
  2. โดยทั่วไป ไอออนโมโนวาเลนต์จะมีขนาดเล็กกว่าและเสถียรกว่าไอออนหลายวาเลนต์เนื่องจากจำนวนประจุที่ต่ำกว่า. สิ่งนี้สามารถทำให้ออกซิไดซ์หรือรีดิวซ์ได้ยากขึ้น.
  3. ไอออนของโมโนวาเลนต์มีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้นอย่างแข็งแกร่ง, พันธะไอออนิกกับไอออนอื่นๆ, ในขณะที่ไอออนหลายวาเลนต์สามารถเกิดได้ทั้งพันธะไอออนิกและพันธะโควาเลนต์.
  4. ไอออนหลายวาเลนต์สามารถมีสถานะออกซิเดชันต่างกันได้, ขึ้นอยู่กับจำนวนวาเลนซ์ที่แสดง. ตัวอย่างเช่น, เหล็กสามารถสร้างไอออน Fe2+ และ Fe3+ ได้, ซึ่งมีสมบัติต่างกันและทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นต่างกัน.
  5. ไอออนมอนอวาเลนต์มีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติมากกว่าไอออนหลายวาเลนต์. ตัวอย่างของโมโนวาเลนต์ไอออน ได้แก่ โซเดียม (นา+), โพแทสเซียม (เค+), และคลอรีน (Cl-). ตัวอย่างของไอออนหลายวาเลนต์ ได้แก่ ทองแดง (คิวทู+), อลูมิเนียม (อัล3+), และกำมะถัน (S2-).
  6. โมโนวาเลนต์ไอออนมักเกิดจากธาตุในบล็อกเอสและบล็อกพีของตารางธาตุ. ธาตุเหล่านี้มักมีเวเลนต์อิเล็กตรอนหนึ่งตัว, ซึ่งสามารถสูญเสียหรือได้รับเพื่อสร้างไอออนโมโนวาเลนต์. ตัวอย่างของโมโนวาเลนต์ไอออน ได้แก่ โซเดียม (นา+), โพแทสเซียม (เค+), และคลอรีน (Cl-).
  7. ไอออนหลายวาเลนต์มักจะเกิดจากธาตุในบล็อก d และบล็อก f ของตารางธาตุ. ธาตุเหล่านี้มีเวเลนต์อิเล็กตรอนหลายตัวและสามารถสูญเสียหรือได้รับมากกว่าหนึ่งตัวเพื่อสร้างไอออนหลายวาเลนต์. ตัวอย่างของไอออนหลายวาเลนต์ ได้แก่ ทองแดง (คิวทู+), อลูมิเนียม (อัล3+), และกำมะถัน (S2-).

คุณสมบัติของไอออนมอนอวาเลนต์และหลายวาเลนต์สามารถแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับธาตุที่ก่อตัวขึ้น.

ตัวอย่างเช่น, โซเดียมไอออนมีปฏิกิริยาสูงและมีจุดหลอมเหลวสูง, ในขณะที่คลอรีนไอออนมีปฏิกิริยาสูงและมีจุดหลอมเหลวต่ำ.

ไอออนมอนอวาเลนต์และหลายวาเลนต์สามารถสร้างสารประกอบที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติต่างกัน.

ตัวอย่างเช่น, เกลือแกง (โซเดียมคลอไรด์) เป็นโครงผลึกที่ประกอบด้วยไอออนของโซเดียมและคลอรีนสลับกัน, ในขณะที่คอปเปอร์ซัลเฟต (CuSO4) เป็นสารประกอบที่มีทั้งโมโนวาเลนต์ (SO4 2-) และหลากหลาย (คิวทู+) ไอออน.

สรุปแล้ว…

ไอออนโมโนวาเลนต์และหลายวาเลนต์มีความจำเป็นในปฏิกิริยาเคมีหลายชนิด, รวมทั้งที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต.

ตัวอย่างเช่น, ไอออนของโซเดียมและโพแทสเซียมมีบทบาทสำคัญในการรักษาสมดุลของอิเล็กโทรไลต์ในร่างกาย, ในขณะที่ไอออนทองแดงและเหล็กเป็นสารอาหารที่จำเป็น.

ทิ้งคำตอบไว้