Sådan bestemmes ladningen af overgangsmetalioner

Af Marie-Luise Blue
Opdateret 30. august 2022

Billedkredit:Leonid Eremeychuk/iStock/GettyImages

Ladningen af en overgangsmetalion afspejler de elektroner, den har afgivet under en kemisk reaktion. At bestemme denne ladning kræver viden om grundstoffet, ladningerne af de omgivende atomer og den overordnede molekylære ladning. Alle oxidationstal er heltal, og summen af atomladninger er lig med artens nettoladning.

Oxidationstilstande for overgangsmetaller

Når et atom mister elektroner, refererer kemikere til processen som oxidation. For overgangsmetaller kan oxidationstilstanden – og dermed ionladningen – variere fra +1 til +7. Disse elementer har delvist fyldte d-orbitaler, der gør elektrontab lettere end i hovedgruppeelementer. Nogle oxidationstilstande er i sagens natur mere stabile, så de optræder oftere. For eksempel kan jern (Fe) antage +2, +3, +4, +5 eller +6 tilstande, men +2 og +3 dominerer i naturlige og industrielle sammenhænge. I kemiske formler er oxidationstilstanden angivet med et romertal i parentes (f.eks. jern(II)oxid, FeO, hvor Fe bærer en ladning på +2).

Neutrale forbindelser

I en neutral forbindelse er den samlede ladning nul. At kende oxidationstilstanden af ​​ligandatomerne lader dig løse for metallets ladning. For eksempel bærer de to chloridioner i MnCl2 hver –1. Den kombinerede –2 ladning tvinger mangan til at være +2 for at bevare neutraliteten.

Opladede komplekser

Overgangsmetalioner danner ofte komplekse ioner, der enten er positivt eller negativt ladede. Tag permanganation, MnO₄ ⁻:hver oxygen har en oxidationstilstand på –2, hvilket giver i alt –8 fra fire oxygener. Den samlede ladning –1 betyder, at mangan skal være +7.

Opløselighedsovervejelser

De fleste neutrale, opløselige overgangsmetalsalte i vand har oxidationstilstande på +3 eller lavere. Højere oxidationstilstande udfældes eller hydrolyseres sædvanligvis til dannelse af oxygenholdige komplekser. For eksempel hydrolyserer vanadium(V)-salte for at producere hexaaquavanadate(IV)-ionen, [V(OH)₆]⁺, eller aquavanadate(V)-ionen, [VO₄]⁻, afhængigt af miljøet.