炭酸イオンは、なぜCO3 2+になるのでしょうか?イオン式になると CO3 2- ( 2- は価数) となり H2 が消える理由は?
化学で炭酸イオンのイオン式(CO3^2-)は暗記するしかないんでしょうか?覚え方は?
炭酸イオンのイオン式なぜCO3 2+?H2 が消える理由は?
炭酸イオンについて、以下に示すように,水と二酸化炭素が反応して炭酸になります.
炭酸が電離して水素イオンと炭酸水素イオンになったり,水素イオン2つと炭酸イオンになったりします.
H2O+CO2 → H2CO3
H2CO3 →H+ + HCO3- → 2H+ + CO32-
CO3の状態で存在していることではありません。
CO3に電子が2つ入ってくるというよりは、例えば炭酸塩からX2+もしくは2Y+という部分がとれたから2-になっていると考えるべきでしょう。
イオンの価数には、
+1,+2,+3,±4,-3,-2,-1
_H
Li,Be,_B,_C,_N,_O,_F
Na,Mg,Al,_Si,_P,_S,Cl
_K,Ca
(_と_は位置合わせです)
このような法則制があります。
多原子イオンにもある程度当てはまります。
例)炭酸イオンはCO3で、
(+4)+(-2)*3
=4-6=-2
硫酸イオン[SO4]の硫黄は、
-2ではなくて+6と考えると法則が使えます。
(希ガスの位置を0ではなくて+8とします)
多原子イオンの化学式を覚えていれば、ある程度の価数は計算で求める事ができます。
まとめ:炭酸イオンのイオン式なぜCO3 2+?H2 が消える理由は?
酸素には結合の手が2つあるのですが、炭酸イオンでは酸素のうち一個は炭素と2重結合になります。
残りの酸素2つは、一つの手が炭素とつながり、もう一つの手が他から電子を1個もらうことで結合の手を安定化させています。
炭素から見ると、炭素には結合の手が4つあって、2重結合1つと単結合が2つで4つの手がふさがることになります。
ということで炭素に3つの酸素がつくので、炭酸イオンは、CO3 2-イオンとなるわけです。2-は単結合の酸素が他からもらってきた電子の分になります
H2O+CO2→H2CO3
ここから水素イオン(プロトン)が電離して炭酸イオンは形成されます
H2CO3→2H++CO3(2-)
つまり、炭酸イオンCO3(2-)はCO3に電子が2個加わるわけではありません
水素の例でいえば
【硝酸:HNO3】水素イオン(H+)・硝酸イオン(NO3-)「+1」と「-1」
【硫酸:H2SO4】水素イオン(H+)が2、
硫酸イオン(SO4_2-)
つまり「+」が2つと「-2」が一つの組合せですね。
炭酸イオンなら
【炭酸マグネシウム:MgCO3】
マグネシウムイオン(Mg2+)と
炭酸イオン(CO3_2-)の
「+2」と「-2」の組み合わせですね。
いずれも化合物の種類は沢山あります。