化 学 (物質の構造)

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  【イオンの表記】

 イオンは,電荷の種類(+,-)と価数を物質の化学式の右上に添えて表す。これをイオン式という。
 Na+,Fe2+ ,Cl- ,O2- などの単原子のイオンを単原子イオンといい,OH- ,SO42- ,CO32- などの原子団のイオンを多原子イオンという。
 SO42- (硫酸イオン)は,S (硫黄)原子 1 個,O (酸素)原子 4 個で構成された原子団が 2 価の負イオンであることを示す。


主なイオンの名称とイオン式
イオン名称 イオン式 イオン名称 イオン式
 水素イオン参考  H+  水素化物イオン参考  H-
 ヒドロニウムイオン参考  H3O+  水酸化物イオン  OH-
 リチウムイオン  Li+  フッ化物イオン  F-
 ナトリウムイオン  Na+  塩化物イオン  Cl-
 カリウムイオン  K+  臭化物イオン  Br-
 マグネシウムイオン  Mg+  硝酸イオン  NO2-
 銀イオン  Ag+  酢酸イオン  CH3COO-
 亜鉛イオン  Zn2+  過マンガン酸イオン  MnO4-
 カルシウムイオン  Ca2+  酸化物イオン  O2-
 鉄(Ⅱ)イオン  Fe2+  硫化物イオン  S2-
 コバルト(Ⅱ)イオン  Co2+  炭酸イオン  CO32-
 アルミニウムイオン  Al3+  硫酸イオン  SO42-
 鉄(Ⅲ)イオン  Fe3+  クロム酸イオン  CrO42-
 コバルト(Ⅲ)イオン  Co3+  リン酸イオン  PO43-

 【参考】
 ● 水素イオン( H+
 酸塩基反応式などでは,イオン式で( H+ )と表記するが,水素原子(陽子 1 個,電子 1 個)から電子を放出した陽子 1 個(ヒドロン)は,反応性が著しく高く安定して存在できない。
 通常は,溶媒と反応(配位結合)した多原子イオン(水の場合はヒドロニウムイオン: H3O+ )として存在する。 溶媒中での化学反応式で扱う場合は,簡単のために溶媒の水分子を省略し,H+ と表記する場合が多い。
 ヒドロニウムイオンとオキソニウムイオン
 高等学校教育では,ヒドロニウムイオン( H3O+ )をオキソニウムイオンと記述している。
 厳密には,オキソニウムイオンは,3つの化学結合を持つ酸素の陽イオンの総称(一般イオン式 R R’R”O+ )であり,その中で R ,R’,R”を水素に置き換えた最も単純なものをヒドロニウムイオンという。
 ● 水素化物イオン( H-
 例えば,水素化リチウム( LiH ),水素化ナトリウム( NaH ),水素化アルミニウムリチウム( LiAlH4 )として存在する。
 水素化リチウムは乾燥空気中で比較的安定で,水があると直ちに反応し,水酸化リチウムと水素を発生する。研究試薬の精製目的で微量水分の脱水目的や有機化学の還元剤(水素化アルミニウムリチウム)の原料などに用いられている。
 水素化ナトリウムは,可燃性,腐食性が高いため,鉱物油に分散して保管される。有機合成で炭化水素から水素(プロトン)を引き抜くための強塩基として用いられている。

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