암모늄

Ammonium
이 기사는 분자 이온에 관한 것이다.고대 도시는 시와 오아시스를 보세요.
중성 화합물인 암모니아와 혼동해서는 안 된다.
암모늄
2-D skeletal version of the ammonium ion
Ball-and-stick model of the ammonium cation
Space-filling model of the ammonium cation
이름
IUPAC 이름
암모늄 이온
시스템 IUPAC 이름
아자늄[1]
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
켐스파이더
메쉬 D000644
유니
  • InChI=1S/H3N/h1H3/p+1
    키: QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O
  • InChI=1/H3N/h1H3/p+1
    키: QGZKDVFQNNGYKY-IKLDFBCSAZ
  • [NH4+]
특성.
[NH4]+
몰 질량 18.039 g/g−1/g
산도(pKa) 9.25
켤레 기저 암모니아
구조.
사면체
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

암모늄 양이온은 화학식이 +[NH]인4 양전하를 띤 다원자 이온이다.그것은 암모니아(NH)의3 양성자화에 의해 형성된다.암모늄은 또한 양전하 또는 양성자로 치환된 아민과 4차 암모늄 양이온(NR)4+의 총칭이며, 여기서 하나 이상의 수소 원자가 유기기(R로 표시됨)로 대체된다.

산염기 특성

염산과 암모니아가 염화암모늄의 흰 구름을 형성하는 증기

암모늄 이온은 약한 염기인 암모니아가 브뢴스테드산(프로톤 공여체)과 반응할 때 생성됩니다.

H+ + NH3 → [NH4]+

암모늄 이온은 약한 산성으로 Brönsted 염기와 반응하여 충전되지 않은 암모니아 분자로 돌아갑니다.

[NH4]+ + B− → HB + NH3

따라서 염기가 강한 암모늄염 농축액을 처리하면 암모니아가 생긴다.암모니아가 물에 용해되면 암모늄 이온으로 변환됩니다.

HO2 + NH3 † OH− + [NH4]+

암모니아가 암모늄 이온을 형성하는 정도는 용액의 pH에 따라 달라집니다.pH가 낮으면 평형이 오른쪽으로 이동한다: 더 많은 암모니아 분자가 암모늄 이온으로 전환된다.pH가 높으면(수소 이온의 농도가 낮고 수산화 이온의 농도가 높으면), 평형이 왼쪽으로 이동한다: 수산화 이온은 암모늄 이온에서 양성자를 추출하여 암모니아를 생성한다.

암모늄 화합물의 형성은 기상에서도 일어날 수 있다.예를 들어 암모니아 증기가 염화수소 증기와 접촉할 때 염화암모늄의 흰 구름이 형성되어 최종적으로 표면의 얇은 흰 층에 고체로 정착한다.

소금

암모늄 생성

암모늄 양이온은 탄산암모늄, 염화암모늄, 질산암모늄과 같은 다양한 소금에서 발견됩니다.대부분의 단순 암모늄 소금은 물에 매우 잘 녹는다.단, 암모늄의 형성은 암모늄의 시험으로 사용된 적이 있는 육염소화 암모늄은 예외입니다.질산암모늄염, 특히 과염소산암모늄염은 폭발성이 매우 높으며, 이 경우 암모늄이 환원제이다.

특이한 과정에서 암모늄 이온이 아말감을 형성한다.이러한 종은 [2]염화 암모늄 용액에 아말감 나트륨을 첨가하여 제조된다.이 아말감은 결국 분해되어 암모니아와 [3]수소를 방출한다.

소금에 암모늄 이온이 존재하는지 여부를 판단하기 위해 먼저 알칼리 수산화물의 존재 하에서 소금을 가열하여 암모니아 특유의 냄새를 가진 가스를 방출한다.

[NH4]+ + 오− 열→ NH3 + H2O

암모니아를 추가로 확인하기 위해 HCl 용액(염산)에 담근 유리 막대를 통과하여 염화 암모늄의 백색 고밀도 증기를 생성했다.

NH3(g) + HCl(aq) → [NH4]Cl(s)

CuSO를4 통과할 때 암모니아(구리)II) 황산염) 용액이 청색에서 짙은 청색으로 변하여 Schweizer 시약을 형성한다.

CuSO4(aq) + 4 NH32(aq) + 4 HO → [Cu(NH3)(4HO2)](2OH)(2aq) + HSO24(aq)

암모니아나 암모늄 이온이 네슬러 시약에 첨가되면 기본 배지에서 밀리언 염기의 요오드화물로 알려진 갈색 침전물이 나온다.

클로로플라틴산에 암모늄 이온을 첨가하면 노란색 침전이 생긴다.

H2[PtCl6](aq) + [NH4](+aq) → [NH4][2PtCl6](s) + 2 H+

코발트니트라이트나트륨에 암모늄이온을 첨가하면 황색 침전이 생긴다.

Na3[Co(NO2)](6aq) + 3 [NH4](+aq) → [NH4][3Co(NO2)](6s) + 3 Na+(aq)

염산칼륨에 암모늄 이온을 첨가하면 백색 침전이 생긴다.

KCHO456(aq) + [NH4](+aq) → [NH4]CHO456(s) + K+(aq)

구조 및 본딩

암모니아에서 질소 원자(N) 위의 선으로 표현되는 유일한 전자 쌍은 양성자(H+)와 결합을 형성한다.그 후, 4개의 N-H 결합은 모두 극성 공유 결합이 되어 동등하다.이온은 사면체 구조를 가지고 있으며 메탄과 붕화물과 등전자적입니다.크기 면에서 암모늄 양이온(rionic = 175 [citation needed]pm)은 세슘 양이온(rionic = 183 pm)[citation needed]과 유사하다.

유기 이온

다음 항목도 참조하십시오.아민

암모늄 이온의 수소 원자는 알킬기 또는 다른 유기기로 치환되어 치환된 암모늄 이온(IUPAC 명명법: 아미노늄 이온)을 형성할 수 있습니다.유기기의 수에 따라 암모늄 양이온은 1차, 2차, 3차 또는 4차라고 불립니다.4차 암모늄 양이온을 제외하고 유기 암모늄 양이온은 약산이다.

암모늄 이온을 형성하는 반응의 예로는 디메틸아민(CH3)2NH와 디메틸암모늄 양이온을 주는 산 사이의 반응 [(CH3)]2가 있다.NH2]+:

Dimethylammonium-formation-2D.png

4차 암모늄 양이온은 질소 원자에 4개의 유기기가 붙어 있어 질소 원자에 결합된 수소 원자가 없다.테트라-n-부틸암모늄 양이온과 같은 양이온은 유기 용매에서 연관된 음이온의 용해도를 높이기 위해 나트륨 또는 칼륨 이온을 대체하는 데 사용되기도 합니다.1차, 2차 및 3차 암모늄 염은 같은 기능을 하지만 친유성이 낮다.상전이 촉매 및 계면활성제로도 사용됩니다.

유기암모늄염의 특이한 종류는 트리스(4-브로모페닐)암모늄일헥사클로로안티몬산염과 같은 [RN3•]+아민기가온유도체이다.

생물학

주요 기사:배설물

암모늄 이온은 동물의 신진대사의 폐기물이다.물고기와 수생 무척추동물에서, 그것은 물속으로 직접 배설된다.포유류, 상어, 양서류에서는 요소가 덜 독성이 있고 더 효율적으로 저장될 수 있기 때문에 요소 순환에서 요소로 전환된다.조류, 파충류, 육생 달팽이에서 대사 암모늄은 요산으로 전환되는데, 요산은 고체이기 때문에 수분 [4]손실을 최소화하면서 배출될 수 있습니다.

암모늄은 많은 식물 종, 특히 저산소 토양에서 자라는 식물 종들에게 중요한 질소 공급원입니다.하지만, 그것은 또한 대부분의 작물 종들에게 독성이 있고, 유일한 질소 [5]공급원으로는 거의 적용되지 않습니다.

메탈

암모늄 이온은 무거운 알칼리 금속 양이온과 매우 유사한 성질을 가지고 있으며 종종 가까운 [6][7][8]등가물로 여겨집니다.암모늄은 천왕성과 [7][8]해왕성과 같은 거대한 가스 행성 내부에서처럼 매우 높은 압력에서 금속(전자 바다에서 [NH4]+ 이온) 역할을 할 것으로 예상된다.

정상 조건에서는 암모늄은 순수한 금속으로 존재하지 않고 아말감(수은과 [9]합금)으로 존재한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 국제순수응용화학연합(2005년).무기화학 명명법 (IUPAC 권고 2005).케임브리지(영국): RSC-IUPAC. ISBN0-85404-438-8. 페이지 71,105,314.전자 버전
  2. ^ "Pseudo-binary compounds". Archived from the original on 2020-07-27. Retrieved 2007-10-12.
  3. ^ "Ammonium Salts". VIAS Encyclopedia.
  4. ^ Campbell, Neil A.; Jane B. Reece (2002). "44". Biology (6th ed.). San Francisco: Pearson Education, Inc. pp. 937–938. ISBN 978-0-8053-6624-2.
  5. ^ Britto, DT; Kronzucker, HJ (2002). "NH4+ toxicity in higher plants: a critical review" (PDF). Journal of Plant Physiology. 159 (6): 567–584. doi:10.1078/0176-1617-0774.
  6. ^ Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (ed.), Inorganic Chemistry, translated by Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
  7. ^ a b Stevenson, D. J. (November 20, 1975). "Does metallic ammonium exist?". Nature. 258 (5532): 222–223. Bibcode:1975Natur.258..222S. doi:10.1038/258222a0. S2CID 4199721.
  8. ^ a b Bernal, M. J. M.; Massey, H. S. W. (February 3, 1954). "Metallic Ammonium". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 114 (2): 172–179. Bibcode:1954MNRAS.114..172B. doi:10.1093/mnras/114.2.172.
  9. ^ Reedy, J.H. (October 1, 1929). "Lecture demonstration of ammonium amalgam". Journal of Chemical Education. 6 (10): 1767. Bibcode:1929JChEd...6.1767R. doi:10.1021/ed006p1767.