Węglany. Skład, właściwości i zastosowania węglanów

Węglany to związki nieorganiczne powstające w wyniku wiązania jonowego metalu lub półmetalu z anionem węglanowym, CO₃^2-.

Węgiel jest czterowartościowy, to znaczy ma cztery elektrony w powłoce walencyjnej i może tworzyć cztery wiązania kowalencyjne, aby być stabilnym, podczas gdy tlen jest dwuwartościowy, ma sześć elektronów w powłoce walencyjnej i jest w stanie utworzyć dwa wiązania, aby były stabilne, z ośmioma elektrony. Tak więc istnieje silna tendencja węgla do wiązania się z dwoma atomami tlenu, z których wszystkie są stabilne (O ═ C ═ O → WSPÓŁ₂).

Ale inny tlen może łączyć się z węglem, ponieważ stosunek promieni jonowych prowadzi do liczby koordynacyjnej równej 3, tworząc strukturę trójkątny, w którym węgiel znajduje się w środku, tworząc podwójne wiązanie z jednym z atomów tlenu i dwa pojedyncze wiązania z pozostałymi dwoma tlen. Rezultatem są dwa nadmiarowe elektrony, ponieważ te dwa tleny nie są stabilne i każdy musi otrzymać jeden elektron:

Anion węglanowy tworzą wiązania kowalencyjne, ale jego związki, które są solami nieorganicznymi i minerałami znane jako węglany, są jonowe, ponieważ ten rodnik otrzymuje dwa elektrony z jakiegoś metalu lub półmetalu, tworząc wiązanie jonowe.

Związki te są nierozpuszczalne w wodzie, z wyjątkiem węglanu amonu ((NH₄)₂WSPÓŁ₃) i węglany utworzone z metali alkalicznych (pierwiastki z rodziny 1: Li, Na, K, Rb, Cs i Fr). Prawie wszystkie są białymi ciałami stałymi, jak pokazano na poniższym obrazku:

Dwa najczęstsze i najważniejsze codzienne przykłady węglanów to węglan sodu (Na₂WSPÓŁ₃) i węglan wapnia (CaCO₃). W pierwszym przypadku sód należy do rodziny 1, ma elektron w powłoce walencyjnej i ma tendencję do utraty tego elektronu, aby stać się stabilnym. Ponieważ anion węglanowy musi otrzymać dwa elektrony, wiąże się z dwoma atomami sodu:

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

Soda kalcynowana jest lepiej znana jako soda lub soda i jest używana do produkcji mydeł, barwników, leków, papieru oraz do uzdatniania wody basenowej. Ale jego głównym zastosowaniem jest węglan wapnia i piasek w produkcji szkła.

Wapń należy do rodziny 2, która ma tendencję do utraty dwóch elektronów. Tak więc atom wapnia wiąże się z rodnikiem węglanowym:

Węglan wapnia występuje w wapieniu i marmurze. W stalaktyty i stalagmity które istnieją w jaskiniach składają się z tego węglanu; muszle, rafy koralowe i skorupki jajek. Do bielenia ścian, pni drzew i innych miejsc używamy wodorotlenku wapnia (Ca(OH)₂), który z czasem reaguje z atmosferycznym dwutlenkiem węgla, tworząc węglan wapnia.

Węglany są bardzo powszechne na powierzchni Ziemi, podobnie jak w przypadku minerałów. Jego retikulum krystaliczne może zmieniać się w przestrzeni na dwa sposoby: rombowo (jak w przypadku mineralnego aragonitu pokazanego powyżej wraz ze wzorem węglanu wapnia) oraz romboedryczny lub trygonalny, jak w przypadku kalcytu (inny minerał składający się z węglanu wapnia).

Węglany reagują w obecności kwasów uwalniając CO₂, który jest łatwo widoczny poprzez musowanie.

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Węglany”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/carbonatos.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.