Carbonater er uorganiske forbindelser dannet ved ionbinding af et metal eller semimetal med carbonatanionen, CO32-.
Kulstof er tetravalent, dvs. det har fire elektroner i valensskallen, og det kan danne fire kovalente bindinger for at være stabile, mens ilt er bivalent, har seks elektroner i valensskallen og er i stand til at danne to bindinger for at være stabile med otte elektroner. Der er således en stærk tendens til, at et kulstof binder til to iltatomer, som alle er stabile (O ═ C ═ O → CO2).
Men andet ilt kan kombineres med kulstof, da forholdet mellem ioniske radier fører til et koordinationstal lig med 3 og danner en struktur trekantet, hvor kulstoffet er i midten, hvilket danner en dobbeltbinding med et af iltatomerne og to enkeltbindinger med de to andre oxygener. Resultatet er to overskydende elektroner, da disse to oxygener ikke er stabile og behøver at modtage en elektron hver:
Carbonatanionen er dannet af kovalente bindinger, men dens forbindelser, som er uorganiske salte og mineraler kendt som carbonater, er ioniske, da denne gruppe modtager to elektroner fra noget metal eller semimetal og danner en ionbinding.
Disse forbindelser er uopløselige i vand med undtagelse af ammoniumcarbonat ((NH4)2CO3) og carbonater dannet med alkalimetaller (grundstoffer i familie 1: Li, Na, K, Rb, Cs og Fr). Næsten alle er hvide faste stoffer, som vist på billedet nedenfor:
De to mest almindelige og vigtigste hverdagseksempler på carbonater er natriumcarbonat (Na2CO3) og calciumcarbonat (CaCO3). I det første tilfælde tilhører natrium familie 1, der har en elektron i valensskallen og har tendens til at miste denne elektron for at blive stabil. Da carbonatanionen skal modtage to elektroner, binder den sig til to natriumatomer:
Sodavand er bedre kendt som sodavand eller sodavand, og det bruges til fremstilling af sæber, farvestoffer, medicin, papirer og til behandling af swimmingpoolvand. Men dens vigtigste anvendelse er med calciumcarbonat og sand til fremstilling af glas.
Calcium er familie 2, der har en tendens til at miste to elektroner. Således binder et calciumatom til et carbonatradikal:
Calciumcarbonat er til stede i kalksten og marmor. På stalaktitter og stalagmitter der findes i huler, består af dette karbonat; skaller, koralrev og æggeskaller også. Når vi hvidvasker vægge, træstammer og andre steder, bruger vi calciumhydroxid (Ca (OH))2), som over tid reagerer med atmosfærisk kuldioxid og danner calciumcarbonat.
Carbonater er meget almindelige på jordens overflade, som i tilfælde af mineraler. Dens krystallinske retikulum kan omarrangere sig i rummet på to måder: det orthorhombiske (som det er tilfældet med mineralsk aragonit vist ovenfor sammen med calciumcarbonatformlen) og rhombohedral eller trigonal, som det er tilfældet med calcit (et andet mineral bestående af calciumcarbonat).
Carbonater reagerer i nærvær af syrer og frigiver CO2, som let ses gennem en brusende luft.
Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi
