Аммоний-катионы

Аммоний-катионы — положительно заряженные ионы аммония с общей химической формулой N⁺RR^lR^llR^lll, где R,R^l,R^ll,R^lll = H, Alk, Ar[1][2].

Рис.1.Четвертичный аммониевый катион

Рис.2.Кристаллическая решётка аммоний хлорида

Аммоний-катионы можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода аммоний-катиона NH₄⁺ на органические радикалы (Alk, Ar).

По числу замещённых атомов водорода (1,2,3 или 4) различают, соответственно, первичные, вторичные, третичные и четвертичные аммоний-катионы (рис.1).

Простейший аммоний-катион NH₄⁺ образуется по донорно-акцепторному механизму путём присоединения протона к аммиаку:

{\mathsf {NH_{3}+H^{+}\rightleftarrows NH_{4}^{+}}}

Поставщиком протонов являются минеральные (неорганические) и органические кислоты. Продуктами взаимодействия аммиака и кислот являются соли аммония.

В аммоний-катионе NH₄⁺ все четыре связи равноценны и неразличимы, поэтому считается что электрический заряд в катионе делокализован (рассредоточен) по всему комплексу. Размер аммоний-катиона NH₄⁺ составляет 1,43 Å[3]. В кристалле хлорида аммония аммоний-катион NH₄⁺ окружают восемь ионов хлора (рис.2). Параметр кристаллической решётки 3,8758 Å.[4].

Замещённые аммоний-катионы также образуются по донорно-акцепторному механизму путём присоединения протона к соответствующим аминам.

Первичные

{\mathsf {CH_{3}NH_{2}+H^{+}\rightarrow [CH_{3}NH_{3}]^{+}}}

{\mathsf {C_{6}H_{5}NH_{2}+H^{+}\rightarrow [C_{6}H_{5}NH_{3}]^{+}}}

Вторичные

{\mathsf {(CH_{3})_{2}NH+H^{+}\rightarrow [(CH_{3})_{2}NH_{2}]^{+}}}

{\mathsf {(C_{6}H_{5})_{2}NH+H^{+}\rightarrow [(C_{6}H_{5})_{2}NH_{2}]^{+}}}

Третичные

{\mathsf {(CH_{3})_{3}N+H^{+}\rightarrow [(CH_{3})_{3}NH]^{+}}}

Четвертичные аммоний-катионы получают главным образом алкилированием третичных аминов (так называемая кватернизация)[1]:

{\mathsf {C_{2}H_{5}Cl+(C_{2}H_{5})_{3}N\rightarrow [(C_{2}H_{5})_{4}N]Cl}}

Многие четвертичные аммониевые соединения биологически активны, встречаются в природе (наиболее важные из них — холин и ацетилхолин).[1]

Примечания

Химический энциклопедический словарь / гл.ред. И.Л.Кнунянц. — М.: Сов. энциклопедия, 1983. — С. 41-43. — 792 с.
Химическая энциклопедия / гл.ред. И.Л.Кнунянц. — М.: Сов. энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 152.
Ахметов Н.С. Неорганическая химия. — 2-е перераб. и доп.. — М.: Высшая школа, 1975. — С. 394. — 672 с.
Справочник химика. — 2-е изд. перераб. и доп.. — Л.-М.: ГНТИ Химической литературы, 1962. — Т. 1. — С. 470. — 1072 с.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[hes-1] Химический энциклопедический словарь / гл.ред. И.Л.Кнунянц. — М.: Сов. энциклопедия, 1983. — С. 41-43. — 792 с.

[himenc-2] Химическая энциклопедия / гл.ред. И.Л.Кнунянц. — М.: Сов. энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 152.

[3] Ахметов Н.С. Неорганическая химия. — 2-е перераб. и доп.. — М.: Высшая школа, 1975. — С. 394. — 672 с.

[4] Справочник химика. — 2-е изд. перераб. и доп.. — Л.-М.: ГНТИ Химической литературы, 1962. — Т. 1. — С. 470. — 1072 с.