İyonik Bileşikler: Formüller ve İsimlendirme

Elektronları (bir metal) kolayca kaybeden atomlardan oluşan bir element, tam elektron transferi yoluyla iyonlar üretmek için kolayca elektron (ametal) kazanan atomlardan oluşan bir elementle reaksiyona girebilir. Bu transfer tarafından oluşturulan bileşik, zıt yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik konumlar (iyonik bağlar) tarafından stabilize edilir.

Periyodik tabloda en sağdan sola doğru hareket eden ametal elementler, periyodik tablodaki bir sonraki soy gazın atomu ile aynı sayıda elektrona sahip anyonlar oluşturmak için elektronlar kazanır ve soy gazlardan sola hareket eden grup sayısına eşit bir negatif yük ile yüklenirler. Grup 7A’daki atomlar bir elektron alarak −1 yüklü anyonlar oluştururlar; Grup 6A’daki atomlar bir elektron alarak −2 yüklü anyonlar oluştururlar; ve bu şekilde devam eder. Örneğin, 8 proton ve 8 elektron içeren nötr bir oksijen atomu kolayca iki elektron kazanır. Bu da 8 proton, 10 elektron ve −2 yüklü, O⁻² şeklinde gösterilen anyonun oluşumu ile sonuçlanır. O⁻² anyonu, bir sonraki soy gazolan neon ile eşit sayıda elektrona sahiptir. Anyonların adı, sonu -it sonekiyle değiştirilen metalik olmayan elementin adıdır, bu nedenle O⁻² oksit olarak adlandırılır.

Geçiş metalleri ve diğer bazı metaller genellikle tablodaki konumlarına göre tahmin edilemeyen değişken yükler alabilirler. Örneğin, bakır +1 veya +2 yüklü iyonlar oluşturabilir ve demir +2 veya +3 yüklü iyonlar oluşturabilir.

Her iyonik bileşikte, katyonların toplam pozitif yük sayısı, anyonların toplam negatif yük sayısına eşittir. Bu nedenle iyonik bileşikler, pozitif ve negatif iyonlar içermelerine rağmen elektriksel olarak nötrdür. İyonik bir bileşiğin formülü, pozitif ve negatif yüklerin sayıları eşit olacak şekilde bir iyon oranına sahip olmalıdır.

Örneğin eğer bir bileşik Al⁺³ ve O⁻² formlarında aliminyum ve oksijen içeriyorsa, bileşiğin formülü Al₂O₃ şeklinde olacaktır. Her biri +3 yüke sahip iki alüminyum iyonu bize altı pozitif yük verecek ve her biri −2 yüke sahip üç oksit iyonu bize altı negatif yük verecektir. Böylece, bileşik aynı sayıda pozitif ve negatif yük ile elektriksel olarak nötr olacaktır.

Birçok iyonik bileşik, katyon, anyon veya her ikisini birden, yani poliatomik iyonlar içerir. Poliatomik iyonlar, genel bir yük taşıyan ayrı birimler olarak hareket eden bir grup bağlı atomdur. Basit iyonik bileşiklerde olduğu gibi, bu bileşikler de elektriksel olarak nötr olmalıdır, bu nedenle formülleri poliatomik iyonları ayrı birimler olarak ele alarak tahmin edilebilir. Formülde parantezler, birim olarak davranan poliatomik iyonları belirtmek için kullanılır. Örneğin kemiklerimizde bulunan bir mineral olan kalsiyum fosfatın formülü Ca₃(PO₄)₂ şeklindedir. Bileşik, bir fosfor atomu ve dört oksijen atomundan oluşan ve toplam −3 yüke sahip olan poliatomik iyon PO₄⁻³ içerir. Bu formül her iki PO₄⁻³ grubu için üç Ca⁺² iyonu olduğunu belirtir (toplamda altı negatif yük). Bileşik elektriksel olarak nötrdür ve formülü toplam üç Ca, iki P ve sekiz O atomu varlığını gösterir.

İyonik bileşikler, bileşen iyonlarının nispi sayılarını gösteren formülle sembolize edilir. Sadece monatomik iyonlar (NaCl gibi) içeren bileşikler ve poliatomik iyonlar (CaSO₄ gibi) içeren birçok bileşik için, bu formüller sadece ampirik formüllerdir. Bununla birlikte, poliatomik iyonlar içeren bazı iyonik bileşiklerin formülleri ampirik formüller değildir. Örneğin iyonik sodyum okzalat bileşiği, 2:1 oranında birleşmiş Na⁺ ve C₂O₄⁻² iyonları içerir ve Na₂C₂O₄ şeklinde formülize edilir.

İyonik Bileşiklerin İsimlendirilmesi

Monatomik iyonlar içeren ikili bir bileşiğin adı, katyonun adını (metalin adı) ve ardından anyonun adından (metalik olmayan elementin adının sonu -it son ekiyle değiştirilir) oluşur. Örneğin, Na₂O bileşiğinin adı sodyum oksittir.

Poliatomik iyonlar içeren bileşikler, sadece monatomik iyonlar içerenlere benzer şekilde adlandırılır, yani önce katyon ve daha sonra anyonun adı söylenir. Örneğin, CaSO₄ bileşiğinin ismi kalsiyum sülfattır.

Geçiş metallerinin çoğu ve bazı ana grup metaller, farklı yüklere sahip iki veya daha fazla katyon oluşturabilir. Bu metallerin ametaller ile olan bileşikleri, metal iyonunun yükü, metalin adından sonra parantez içinde bir Romen rakamı ile belirtilmesi dışında, ikili bileşiklerle aynı yöntemle adlandırılır.

Bir metal iyonunun yükü, bileşiğin formülünden ve anyonun yükünden belirlenir. Örneğin, demir ve klorun ikili iyonik bileşiğinde, demir tipik olarak +2 veya +3’lük bir yük sergiler ve karşılık gelen iki bileşik formül FeCl₂ ve FeCl₃‘ dir. Bu gibi durumlarda, metal iyonunun yükü, metal adından hemen sonra parantez içinde bir Romen rakamı olarak dahil edilir. Bu nedenle, bu iki bileşik sırasıyla demir(II) klorür ve demir(III) klorür olarak adlandırılır.

Kristallerinin ayrılmaz bileşenleri olarak su molekülleri içeren iyonik bileşiklere hidratlar denir. Bir iyonik hidratın adı, bileşiğin her formül birimi ile ilişkili su moleküllerinin sayısını gösteren anhidroz (“hidratlanmamış” anlamına gelir) bileşiğin adına bir terim eklenerek türetilir. Eklenen kelime, su moleküllerinin sayısını gösteren Yunanca bir önek ile başlar ve “hidrat” ile biter. Örneğin, anhidroz bileşik bakır (II) sülfat ayrıca beş su molekülü içeren ve bakır(II) sülfat pentahidrat (penta = 5) olarak adlandırılan bir hidrat olarak da bulunur. Yıkama sodası, on su molekülü içeren bir sodyum karbonat hidratının genel adıdır; sistematik ismi sodyum karbonat dekahidrattır (deca = 10).

İyonik hidratlar için formüller, dikey olarak ortalanmış bir nokta, su moleküllerinin sayısını temsil eden bir katsayı ve su formülü eklenerek yazılır. Örneğin, bakır (II) sülfat pentahidrat CuSO₄∙5H₂O şeklinde yazılır.

Bu metin bu kaynaktan uyurlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 2.6: Molecular and Ionic Compounds and Openstax, Chemistry 2e, Section 2.7: Chemical Nomenclature.