Ониевый ион
В химии ион ония — это катион, формально полученный протонированием одноядерного родительского гидрида пниктогена (группа 15 периодической таблицы ), халькогена (группа 16) или галогена (группа 17) . Самый старый известный ион ония, давший название классу, — это аммоний , NH+4, протонированное производное аммиака , NH 3 . [1] [2]
Название оний также используется для катионов, которые могут быть получены в результате замещения атомов водорода в этих ионах другими группами, такими как органические группы или галогены; например, тетрафенилфосфоний , (C 6 H 5 ) 4 P + . Замещающие группы могут быть двухвалентными или трехвалентными, что дает ионы, такие как иминиум и нитрилиум . [1] [2]
Простой ион ония имеет заряд +1. Более крупный ион, имеющий две подгруппы ониевого иона, называется двойным ониевым ионом и имеет заряд +2. Тройной ион ония имеет заряд +3 и так далее.
Соединения ониевого катиона и некоторых других анионов известны как ониевые соединения или ониевые соли .
Ониевые ионы и ониевые соединения обратно аналогичны -ат - ионам и ат-комплексам :
- Основания Льюиса образуют ониевые ионы, когда центральный атом приобретает еще одну связь и становится положительным катионом .
- Кислоты Льюиса образуют -ионы , когда центральный атом приобретает еще одну связь и становится отрицательным анионом . [3]
Простые ониевые катионы (гидриды без замещений)
Группа 13(группа бора) ониевые катионы
- катион бора , BH+4(протонированный боран )
- дополнительные катионы бора, B
хЧАС+
у(протонированные бораны )
- дополнительные катионы бора, B
Группа 14(группа углерода) ониевые катионы
- Ионы карбония (протонированные углеводороды ) имеют пентакоординированный атом углерода с зарядом +1.
- катионы алкания, C
нЧАС+
2 н +3(протонированные алканы )- метан , CH+5(протонированный метан ) (Иногда его называют карбонием , поскольку он является простейшим представителем этого класса, но такое использование не рекомендуется из-за множественных определений. [4] Иногда его называют метонием, но у метония также есть несколько определений. Распространен в открытом космосе.)
- этаний , C2H+7(протонированный этан )
- пропан , C3H+9( пропан протонирован на неопределенном углероде)
- пропилий, или пропан-1-илий (пропан, протонированный на конечном углероде)
- пропан-2-илий (пропан, протонированный на среднем углероде)
- бутан , C4H+11( бутан протонирован на неопределенном углероде)
- н-бутан ( н- бутан , протонированный на неопределенном атоме углерода)
- н-бутилий или н-бутан-1-илий ( н- бутан, протонированный на конечном углероде)
- н-бутан-2-илий (н-бутан, протонированный по среднему атому углерода)
- изобутан ( изобутан , протонированный на неопределенном атоме углерода)
- изобутилий, или изобутан-1-илий (изобутан, протонированный на конечном углероде)
- изобутан-2-илий (изобутан, протонированный по среднему атому углерода)
- н-бутан ( н- бутан , протонированный на неопределенном атоме углерода)
- октоний или октаний, C 8 H+19(протонированный октан )
- катионы алкания, C
- силаний (иногда силоний), SiH+5(протонированный силан ) (не следует называть кремнием [5]
- гермоний, GeH+5(протонированный герман )
- станноний, SnH+3(протонированный SnH 2 ) (не протонированный станнан SnH 4 )
- плюмбоний, PbH+3(протонированный PbH 2 ) (непротонированный плюмбан PbH 4 )
- флеровоний, FlH+3(протонированный FlH 2 ) (не протонированный флёрован FlH 4 )
Группа 15(пниктоген) ониевые катионы
- аммоний ( название по ИЮПАК азаний), NH+4(протонированный аммиак (название ИЮПАК азан))
- фосфоний , PH+4(протонированный фосфин )
- арсоний , AsH+4(протонированный арсин )
- стибоний, SbH+4(протонированный стибин )
- висмутоний, BiH+4(протонированный висмутин )
- московоний, МХ+4(протонированный московин )
Группа 16(халькоген) ониевые катионы
- оксониум , H 3 O + (протонированная вода (название ИЮПАК оксидан). Оксоний более известен как гидроксоний , хотя гидроксоний подразумевает сольватированный или гидратированный протон . Его также могут называть гидроксонием .)
- сульфоний , H3S + ( протонированный сероводород )
- селеноний, H 3 Se + (протонированный селенид водорода )
- теллуроний, H 3 Te + (протонированный теллурид водорода )
- полоний, H 3 Po + (протонированный полонид водорода )
- ливермороний, H 3 Lv + (протонированный водород ливерморид )
Катион водорода оний
- гидрогеноний, более известный как тригидрогенный катион , H+3(протонированный молекулярный или двухатомный водород ), обнаруженный в ионизированном водороде и межзвездном пространстве
Группа 17(галоген) ониевые катионы,ионы галония,Н 2 Х +(протонированный)галогениды водорода)
- фтороний , H 2 F + (протонированный фтористый водород )
- хлороний , H 2 Cl + (протонированный хлористый водород )
- бромоний , H 2 Br + (протонированный бромистый водород )
- иодоний , H 2 I + (протонированный иодистый водород )
- астатоний , H 2 At + (протонированный водород астатид )
- теннессоний , H 2 Ts + (протонированный водородный теннессид )
Псевдогалогенониевые катионы
- аминодиазоний , [H 2 N=N=N] + ⇌ [H 2 N−N≡N] + (протонированный азид водорода )
- метилидинаммоний и гидроцианоний, H 2 CN + , изомеры HC≡NH + ⇌ N≡CH+2(протонированный цианистый водород )
Группа 18(благородный газ) ониевые катионы
- гидрогелий или гелоний , более известный как ион гидрида гелия , HeH + (протонированный гелий )
- неон , NeH + (протонированный неон )
- аргоний , ArH + (протонированный аргон )
- криптоний , KrH + (протонированный криптон )
- ксеноний , XeH + (протонированный ксенон )
- радоний, RnH + (протонированный радон )
- оганесоний OgH + (протонированный оганесон )
Ониевые катионы с одновалентными замещениями
- первичные катионы аммония, RH 3 N + или R−NH+3(протонированные первичные амины )
- гидроксиламмоний , H 3 N + −OH (протонированный гидроксиламин )
- метиламмоний , CH3NH+3(протонированный метиламин )
- этиламмоний , CH 3 CH 2 NH+3(протонированный этиламин )
- гидразиний , или диазаний, H 2 N−NH+3(протонированный гидразин , он же диазан)
- анилиний (он же фениламмоний), C 6 H 5 −NH+3(протонированный анилин , он же фениламин, аминобензол)
- вторичные катионы аммония, R 2 NH+2(протонированные вторичные амины )
- диметиламмоний (иногда диметиламиний), (CH 3 ) 2 NH+2(протонированный диметиламин )
- диэтиламмоний (иногда диэтиламиний), (CH 3 CH 2 ) 2 NH+2(протонированный диэтиламин )
- этилметиламмоний, (CH 3 CH 2 )(CH 3 )NH+2(протонированный этилметиламин )
- диэтаноламмоний (иногда диэтаноламиний), (OHCH 2 CH 2 ) 2 NH+2(протонированный диэтаноламин )
- третичные катионы аммония, R 3 NH + (протонированные третичные амины )
- триметиламмоний (CH 3 ) 3 NH + (протонированный триметиламин )
- триэтиламмоний (CH 3 CH 2 ) 3 NH + (протонированный триэтиламин )
- четвертичные аммониевые катионы , R 4 N + или NR+4
- тетрафтораммоний , NF+4
- тетраметиламмоний , (CH 3 ) 4 N +
- тетраэтиламмоний , (CH 3 CH 2 ) 4 N +
- тетрапропиламмоний , (CH 3 (CH 2 ) 2 ) 4 N +
- тетрабутиламмоний , (CH 3 (CH 2 ) 3 ) 4 N + или сокращенно Bu 4 N +
- триметиламмониевые соединения , (CH 3 ) 3 RN +
- дидецилдиметиламмоний , (CH 3 (CH 2 ) 9 ) 2 (CH 3 ) 2 N +
- пентаметилгидразиний, (CH 3 ) 2 N−N(CH 3 )+3
- четвертичные фосфониевые катионы, R 4 P + или PR+4
- тетрафенилфосфоний , (C 6 H 5 ) 4 P +
- четвертичные катионы арсония, R 4 As + или AsR+4
- тетрафениларсоний , (C 6 H 5 ) 4 As +
- четвертичные катионы стибония, R 4 Sb + или SbR+4
- тетрафенилстибоний, (C 6 H 5 ) 4 Sb +
- первичные катионы оксония, ROH+2(протонированные спирты R−O−H )
- алкилоксониевые катионы ROH+2(протонированные спирты )
- диоксиданоний (гидроксигидроний), HO−OH+2(протонированная перекись водорода )
- вторичные оксониевые катионы, R 2 OH + (протонированные эфиры R−O−R )
- диалкилоксониевые катионы (протонированные эфиры )
- диметилоксоний, (CH 3 ) 2 OH + (протонированный диметиловый эфир )
- диалкилоксониевые катионы (протонированные эфиры )
- третичные катионы оксониевые, R 3 O +
- трифтороксоний , OF+3(гипотетический)
- триметилоксоний , (CH 3 ) 3 O +
- триэтилоксоний , (CH 3 CH 2 ) 3 O +
- оксатрихинацен , C 9 H 9 O + (циклический ион оксония)
- оксатрихинан , C 9 H 15 O + (циклический ион оксония)
- первичные сульфониевые катионы, RSH+2(протонированные тиолы R−S−H )
- вторичные сульфониевые катионы, R 2 SH + (протонированные тиоэфиры R−S−R )
- диметилсульфоний, (CH 3 ) 2 SH + (протонированный диметилсульфид )
- третичные сульфониевые катионы, R 3 S +
- триметилсульфоний , (CH 3 ) 3 S +
- третичные катионы селена, R 3 Se +
- трифенилселеноний, (C 6 H 5 ) 3 Se +
- третичные катионы теллурония, R 3 Te +
- трифенилтеллуроний, (C 6 H 5 ) 3 Te +
- первичные катионы фторония, RFH + (протонированные фториды RF)
- вторичные катионы фторония, R 2 F +
- дихлорфтороний, Cl 2 F +
- вторичные катионы иодония , R 2 I +
- дифенилиодоний, (C 6 H 5 ) 2 I +
Ониевые катионы с поливалентными замещениями
- вторичные катионы аммония, имеющие одно замещение с двойной связью, R=NH+2
- диазениум, HN=NH+2(протонированный диазен )
- гуанидиний , C(NH 2 )+3(протонированный гуанидин ) (имеет резонансную структуру и плоскую молекулярную геометрию )
- третичные катионы аммония, имеющие одно тройное замещение, R≡NH+
- циклические третичные катионы аммония, где азот является членом кольца, RNH + R (кольцо может быть ароматическим )
- четвертичные аммониевые катионы, имеющие одно замещение с двойной связью и два замещения с одинарной связью, R=NR+2
- четвертичные аммониевые катионы, имеющие два замещения с двойной связью, R=N + =R
- нитроний , [NO 2 ] +
- бис(трифенилфосфин)иминий , ((C 6 H 5 ) 3 P=) 2 N +
- четвертичные аммониевые катионы, имеющие одно тройное замещение и одно одинарное замещение, R≡NR +
- диазоний , N≡NR + (замещенный протонированный азот, другими словами, замещенный протонированный диазин)
- нитрилий, RC≡NR + (замещенный протонированный нитрил)
- третичные катионы оксониевые, имеющие одно тройное замещение, R≡O +
- ионы ацилия , R−C≡O + ↔ R−C + =O
- нитрозоний , N≡O +
- циклические третичные оксониевые катионы, где кислород является членом кольца, RO + R (кольцо может быть ароматическим)
- пирилий , C5H5O +
- третичные сульфониевые катионы, имеющие одно тройное замещение, R≡S +
- тионитрозил, N≡S +
- дигидроксиоксоаммоний, [H 2 NO 3 ] + (протонированная азотная кислота )
- тригидроксиоксосульфоний, [H 3 SO 4 ] + (протонированная серная кислота )
Двойные ониевые дикатионы
- дикатион гидразиндия или гидразиния(2+) , H 3 N + − + NH 3 (дважды протонированный гидразин , другими словами, дважды протонированный диазан)
- катион диазенедия, H 2 N + = + NH 2 (дважды протонированный диазен )
- катион диазиндия, HN + ≡ + NH (дважды протонированный диазот , другими словами, дважды протонированный диазин)
Катионы энума
Дополнительная связь добавляется к менее распространенному исходному гидриду, аналогу карбена , обычно называемому -еном или -иленом , который нейтрален и имеет на 2 связи меньше, чем более распространенный гидрид, обычно называемый -аном или -ином .
- катионы борения , R 2 B + (протонированные борилены, также известные как боранилидены)
- Карбениевые катионы, R 3 C + (протонированные карбены ) имеют трехкоординированный атом углерода с зарядом +1.
- силилиевые катионы, R 3 Si + (протонированные силилены )
- катионы нитрения , R 2 N + (протонированные нитрены )
- катионы фосфинидения, R 2 P + (протонированный фосфиниден )
- катионы меркурия, R 3 Hg + (протонированные ртутьорганические соединения; образуются как промежуточные продукты в реакциях оксимеркурирования )
Замещенные эниумы
- дифенилкарбений, (C 6 H 5 ) 2 CH + (дизамещенный метений)
- трифенилкарбений , (C 6 H 5 ) 3 C + (тризамещенный метений)
Катионы иния
- Ионы карбения (протонированные карбины ) имеют атом углерода с зарядом +1.
- катионы алкиния, C
нЧАС+
2 н -1( n ≥ 2) (протонированные алкины )- метиний катион, H 2 C + (протонированный метилидиновый радикал )
- этиний , C2H+3(протонированный этин )
- катионы алкиния, C
Смотрите также
- Ион карбония
- Ион лиония , протонированная молекула растворителя
- Лиат-ион , депротонированная молекула растворителя
Ссылки
- ^ ab Ониевые соединения, Золотая книга ИЮПАК
- ^ ab Джордж А. Олах (1998). Ониевые ионы . John Wiley & Sons. стр. 509. ISBN 9780471148777.
- ^ Advanced Organic Chemistry: Reactions and mechanisms , Майя Шанкар Сингх, 2007, Дорлинг Киндерсли, ISBN 978-81-317-1107-1
- ^ Ион карбония, Золотая книга ИЮПАК
- ^ RC-82. Катионы, Лондонский университет королевы Марии)
Внешние ссылки
- Ионы и радикалы, Лондонский университет королевы Марии
- Ониевые соединения в рубриках медицинских предметов Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
