أمونيوم

في شاردة الأمونيوم ترتبط ذرة النيتروجين المشحونة إيجاباً بأربع روابط مشتركة مع الهيدروجين. تتصرف شاردة الأمونيوم كحمض برونستد لوري ضعيف، أي أن شاردة الأمونيوم قادرة على منح بروتون إلى قاعدة أقوى وذلك بالتخلي عن أي من ذرات الهيدروجين التي لديها، فتتحول بالتالي إلى الأمونيا. مما يعني أن شاردة الأمونيوم هي حمض مترافق مع القاعدة التي هي الأمونيا.

التوازن بين الأمونيا والأمونيوم:

أبخرة بيضاء من كلوريد الأمونيوم ناتجة من تفاعل كلوريد الهيدروجين مع الأمونيا

${\displaystyle \mathrm {H^{+}} +\underbrace {\mathrm {:\!NH_{3}} } _{\textrm {ammonia}}\rightleftharpoons \underbrace {\mathrm {NH_{4}^{+}} } _{\underset {\textrm {ion}}{\textrm {ammonium}}}}$

تعتمد مقدرة الأمونيا في المحلول في تشكيل شاردة الأمونيوم على pH الوسط. أغلب مركبات الأمونيوم تكون في المحاليل، إلا أنه يمكن أن تتكون أيضاً في الحالة الغازية؛ فعلى سبيل المثال عندما يحصل تماس بين بخار الأمونيا مع بخار كلور الهيدروجين تنشأ سحابة بيضاء من كلوريد الأمونيوم، والتي تترسب أخيراً على شكل صلب على سطح المحلول.

يتم إنشاء أيون الأمونيوم عندما تتفاعل الأمونيا ، وهي قاعدة ضعيفة ، مع أحماض برونستد لوري (المانحة للبروتون) وفق المعادلة الاتية :

H⁺ + NH₃ → ⁺NH₄

أيون الأمونيوم حمضي بشكل معتدل ، ويتفاعل مع قواعد برونستد لوري للعودة إلى جزيء الأمونيا غير المشحون وفق المعادلة الاتية:

NH⁺4+ B⁻ → HB + NH₃

وبالتالي ، فإن معالجة المحاليل المركزة لأملاح الأمونيوم ذات القاعدة القوية تعطي الأمونيا. عندما يذوب الأمونيا في الماء، كمية ضئيلة منه يتحول إلى أيونات الأمونيوم وفق المعادلة الاتية:

H₂O + NH₃ ⇌ OH⁻ + ⁺NH₄+

تعتمد الدرجة التي تشكل بها الأمونيا أيون الأمونيوم على الرقم الهيدروجيني (أس هيدروجيني) للمحلول. إذا كان الرقم الهيدروجيني منخفضة، والتحولات التوازن إلى اليمين: يتم تحويل المزيد من جزيئات الأمونيا إلى أيونات الأمونيوم.

إذا كان الرقم الهيدروجيني مرتفعًا (تركيز أيونات الهيدروجين منخفضًا) ، يتحول التوازن إلى اليسار: أيون الهيدروكسيد يكسب بروتونًا من أيون الأمونيوم ، وينتج الأمونيا.

تشكيل مركبات الأمونيوم يمكن أن يحدث أيضا في مرحلة التبخر على سبيل المثال ، عندما بتفاعل بخار الأمونيا مع بخار كلوريد الهيدروجين ، تتشكل سحابة بيضاء من كلوريد الأمونيوم ، والتي تستقر في النهاية كمادة صلبة في طبقة بيضاء رقيقة على الأسطح.

تم العثور على (أيون) الأمونيوم في مجموعة متنوعة من الأملاح مثل كربونات الأمونيوم وكلوريد الأمونيوم ونترات الأمونيوم . معظم أملاح الأمونيوم البسيطة قابلة للذوبان في الماء. الاستثناء هو سداسي كلورو بلاتينات الأمونيوم ، الذي استخدم تكوينه في السابق كاختبار للأمونيوم. تعتبر أملاح الأمونيوم الموجودة في النترات وخاصة البيركلورات شديدة الانفجار ، وفي هذه الحالات يكون الأمونيوم هو العامل المختزل.

تكوين الأمونيوم

في عملية غير عادية ، تشكل أيونات الأمونيوم ملغمًا . يتم تحضير هذه الأنواع عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول الأمونيوم باستخدام كاثود الزئبق. [4] يتحلل هذا الملغم في النهاية ليطلق الأمونيا والهيدروجين. [5]

لمعرفة ما إذا كان أيون الأمونيوم موجودًا في الملح ، يتم أولاً تسخين الملح بوجود هيدروكسيد قلوي يطلق غازًا له رائحة مميزة وهي بالطبع الأمونيا .

${\displaystyle {\ce {NH4+ + OH- + heat-> NH3 + H2O}}}$

لتأكيد الأمونيا بشكل أكبر ، مرت عبر قضيب زجاجي مغموس في محلول حمض الهيدروكلوريك ( حمض الهيدروكلوريك ) مما ينتج عنه أبخرة بيضاء كثيفة من كلوريد الأمونيوم .

${\displaystyle {\ce {NH3(gas) + HCl(aq) -> NH4Cl(gas)}}}$

تتحول الأمونيا عندما تمر عبر محلول CuSO ₄ ( كبريتات النحاس ) من اللون الأزرق إلى اللون الأزرق الغامق مكونًا كاشف شفايزر .

${\displaystyle {\ce {CuSO4(aq) + 4NH3(aq) + 4H2O -> [Cu(NH3)4(H2O)2](OH)2(aq) + H2SO4(aq)}}}$

الأمونيا أو أيون الأمونيوم عند إضافته إلى كاشف نيسلر يعطي اللون البني المترسب المعروف باسم يوديد قاعدة المليون في الوسط الأساسي.

يعطي أيون الأمونيوم عند إضافته إلى حمض الكلوروبلاتينيك ترسبًا أصفر.

${\displaystyle {\ce {H2[PtCl6](aq) + NH4+(aq) -> (NH4)2[PtCl6](s) + 2H+}}}$

يعطي أيون الأمونيوم عند إضافته إلى كوبالتينيتريت الصوديوم ترسبًا أصفر.

${\displaystyle {\ce {Na3[Co(NO2)6](aq) + 3NH4(aq) -> (NH4)3[Co(NO2)6](s) + 3Na+(aq)}}}$

يعطي أيون الأمونيوم عند إضافته إلى bitartrate البوتاسيوم ترسبًا أبيض

${\displaystyle {\ce {KC4H5O6(aq) + NH4+(aq) -> (NH4)C4H5O6(s) + K+(aq)}}}$

زوج الإلكترون الوحيد على ذرة النيتروجين (N) في الأمونيا ، والممثل كخط فوق N ، يكون الرابطة مع بروتون (H +). فتكون جميع روابط N - H الأربعة متكافئة ، كونها روابط تساهمية قطبية. يحتوي الأيون على هيكل رباعي السطوح وهو متساوي إلكترونيًا مع الميثان والبوروهيدريد. كاتيون الأمونيوم يشبه كاتيون السيزيوم من حيث الحجم.

يمكن استبدال ذرات الهيدروجين في أيون الأمونيوم بمجموعة ألكيل أو مجموعة عضوية أخرى لتكوين أيون أمونيوم مستبدل (تسمية IUPAC : أيون أمين ). اعتمادًا على عدد المجموعات العضوية ، يُطلق على كاتيون الأمونيوم اسم أولي أو ثانوي أو ثالث أو رباعي . باستثناء كاتيونات الأمونيوم الرباعية ، فإن كاتيونات الأمونيوم العضوية هي أحماض ضعيفة.

مثال على تفاعل مكون أيون أمونيوم هو ذلك بين ثنائي ميثيل أمين ، (CH ₃ ) ₂ NH ، وحمض لإعطاء داي ميثيل أمونيوم كاتيون ، (CH ₃ ) ₂ NH
₂</br>
₂ :

تحتوي كاتيونات الأمونيوم الرباعية على أربع مجموعات عضوية مرتبطة بذرة النيتروجين ، وهي تفتقر إلى ذرة هيدروجين مرتبطة بذرة النيتروجين. هذه الكاتيونات، مثل رباعي ن -butylammonium الموجبة، وتستخدم في بعض الأحيان ليحل محل الصوديوم أو البوتاسيوم أيونات لزيادة ذوبان أنيون يرتبط بها في المذيبات العضوية. تؤدي أملاح الأمونيوم الأولية والثانوية والثلاثية نفس الوظيفة ، ولكنها أقل دهونًا. كما أنها تستخدم كمحفزات لنقل الطور وخافضات للتوتر السطحي .

فئة غير معتادة من أملاح الأمونيوم العضوية هي مشتقات من كاتيونات جذرية الأمين ، R ₃ N ^{+ •} مثل tris (4-bromophenyl) ammoniumyl hexachloroantimonate .

أيونات الأمونيوم هي نفايات عملية التمثيل الغذائي للحيوانات . في الأسماك واللافقاريات المائية ، تفرز مباشرة في الماء. في الثدييات وأسماك القرش والبرمائيات ، يتم تحويلها في دورة اليوريا إلى اليوريا ، لأن اليوريا أقل سمية ويمكن تخزينها بكفاءة أكبر. في الطيور والزواحف والقواقع الأرضية ، يتم تحويل الأمونيوم الأيضي إلى حمض اليوريك ، وهو مادة صلبة ويمكن بالتالي التخلص منها بأقل قدر من فقدان الماء. [6]

الأمونيوم مصدر مهم للنيتروجين للعديد من الأنواع النباتية ، وخاصة تلك التي تنمو في التربة منخفضة الأكسدة. ومع ذلك ، فهو سام أيضًا لمعظم أنواع المحاصيل ونادرًا ما يتم استخدامه كمصدر وحيد للنيتروجين. [7]

أيون الأمونيوم له خصائص مشابهة جدًا لكاتيونات الفلزات القلوية الثقيلة ، وغالبًا ما يعتبر مكافئًا قريبًا. [8] [9] [10] من المتوقع أن يتصرف الأمونيوم كمعدن (NH
₄</br>
₄ أيونات في بحر من الإلكترونات) عند ضغوط عالية جدًا ، مثل الكواكب الغازية العملاقة الموجودة بداخلها مثل أورانوس ونبتون . [9] [10]

في ظل الظروف العادية ، لا يوجد الأمونيوم كمعدن نقي ، ولكنه موجود كملغم (سبيكة مع الزئبق ). [11]

• سيانات الأمونيوم
• أمونياك
• يوريا

في كومنز صور وملفات عن: أمونيوم

• بوابة الكيمياء
• بوابة علم الفلك