Wzory sumaryczne związków pozwalają na ustalenie składu pierwiastkowego związków (np. $\mathrm{KOH}$, $\text{LiOH}$). Nie dostarczają one jednak informacji na temat przestrzennego ułożenia atomów i rodzaju ich wzajemnych połączeń. Takie informacje można uzyskać ze wzorów strukturalnychwzór strukturalnywzorów strukturalnych, które ukazują, w jaki sposób atomy lub ich jony połączone są ze sobą. Do narysowania wzoru strukturalnego wodorotlenkówwodorotlenekwodorotlenków ważna jest wiedza na temat ich budowy i znajomość stopnia utlenienia metalu:

Gdzie:

• $M$ – oznacza jon metalu;

• $\text{OH}$ – oznacza jon wodorotlenkowy;

• $m$ – oznacza liczbę jonów wodorotlenkowych, wynikającą ze stopnia utlenienia atomu metalu.

We wzorach strukturalnych do narysowania wiązań kowalencyjnych pomiędzy atomami posługujemy się kreskami (które łączą dwa atomy pierwiastków) – jedna kreska oznacza jedno wiązanie. Dla związków jonowych, do narysowania ich struktur wykorzystujemy wzory Lewisa. Powstaje pytanie, jak narysować wzory strukturalne dla wodorotlenków?

Przykładowo wzór wodorotlenku sodu wygląda następująco:

R10QkNVIiDTbZ

Ilustracja przedstawiająca wzór strukturalny wodorotlenku sodu, który to zbudowany jest z kationu sodowego ${\text{Na}}^{+}$ oraz anionu wodorotlenowego ${\text{OH}}^{-}$. Atom wodoru $\text{H}$ połączony z atomem tlenu $\text{O}$, na którym zaznaczono trzy pary elektronowe znajdują się w nawiasie kwadratowym, względem którego w indeksie górnym jest znak minus.

W nazwie wodorotlenków, których metale przyjmują różne stopnie utlenienia, zawarty jest stopień utlenienia metalu. Nie jest to konieczne dla wszystkich wodorotlenków, gdyż np. sód ma tylko jeden stopień utlenienia, który wynosi $+\text{I}$ i jego wodorotlenek w nazwie nie posiada takiej informacji. Mając wzór sumaryczny i strukturalny, można ten stopień utlenienia wyznaczyć:

RIQzyBkxeYbAI

Ilustracja przedstawiająca wzór strukturalny wodorotlenku sodu, który to zbudowany jest z kationu sodowego ${\text{Na}}^{+}$ oraz anionu wodorotlenowego ${\text{OH}}^{-}$. Atom wodoru $\text{H}$ połączony z atomem tlenu $\text{O}$, na którym zaznaczono trzy pary elektronowe znajdują się w nawiasie kwadratowym, względem którego w indeksie górnym jest znak minus. Nad kationem sodowym zaznaczono stopień utlenienia kationu sodu równy plus jeden, zaś nad grupą hydroksylową stopnień utlenienia wynoszący minus jeden.

W powyższym przykładzie kation sodu posiada stopień utlenienia równy $+\text{I}$, ponieważ tworzy związek z jednym jonem wodorotlenkowym. A jon wodorotlenkowy posiada stopień utlenienia równy ładunkowi jonu, czyli $-\text{I}$. Suma stopni utlenienia w związku wynosi $0$.

Poniższa tabela przedstawia przykładowe wodorotlenki o różnych stopniach utlenienia metali.

1

Polecenie 1

Narysuj wzór strukturalny wodorotlenku wapnia.

R1FfhMcoMByoO

Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

RcDdqUanff5UU

(Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Wapń występuje w drugiej grupie układu okresowego pierwiastków, zatem jego stopień utlenienia wynosi $+\text{II}$. Można więc wywnioskować, że w jego wodorotlenku będą obecne dwa jony wodorotlenkowe.

Pokaż rozwiązanie

W pierwszym kroku należy narysować atom metalu w centrum i napisać odpowiednią liczbę i ładunek jonu (dodatni dla kationu) przy tym metalu:

Rn6dvlYcFDyGV

Ilustracja przedstawiająca kation wapnia ${\text{Ca}}^{2+}$.

Następnie należy umieścić przy nim dwa jony wodorotlenkowe po obu stronach.

Pokaż odpowiedź

R1Hl8aAdaRx3h

Ilustracja przedstawiająca wzór strukturalny wodorotlenku wapnia zbudowany z kationu wapnia ${\text{Ca}}^{2+}$ oraz dwóch anionów hydroksylowych, które go otaczają z dwóch stron. Aniony przedstawione zostały następująco: atom wodoru połączony z atomem tlenu posiadającym trzy pary elektronowe, w sumie zaznaczone jako sześć kropek. Atomy te znajdują się w nawiasie kwadratowym, względem którego w indeksie górnym jest znak minus.

1

Polecenie 2

Narysuj wzór strukturalny $\text{Fe}{\left(\text{OH}\right)}_3$.

RZPMUKaQtSsqB

Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

RC0TJJInBX14p

(Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

W wodorotlenkach z kilkoma jonami wodorotlenkowymi nie musimy obliczać stopnia utlenienia atomu metalu. Dlaczego? To proste – liczba w indeksie dolnym jonu wodorotlenkowego informuje nas, ile wynosi stopień utlenienia metalu. A więc dla powyższego wodorotlenku jest on równy $+\text{III}$.

Pokaż rozwiązanie

Wzór strukturalny dla tego przykładu rysujemy analogicznie jak powyżej, rysując jon metalu w centrum:

REKRJFcyPLPx2

Ilustracja przedstawiająca kation żelaza na trzecim stopniu utlenienia ${\text{Fe}}^{3+}$.

A następnie umieszczamy przy nim trzy jony wodorotlenkowe.

Pokaż odpowiedź

R1ZlZeFkDl2eg

Ilustracja przedstawiająca wzór strukturalny wodorotlenku żelaza(<math aria‑label="trzy">III) zbudowany z kationu żelaza ${\text{Fe}}^{3+}$ oraz trzech anionów hydroksylowych, które go otaczają z prawej strony, lewej oraz od dołu. Aniony przedstawione zostały następująco: atom wodoru połączony z atomem tlenu posiadającym trzy pary elektronowe, w sumie zaznaczone jako sześć kropek. Atomy te znajdują się w nawiasie kwadratowym, względem którego w indeksie górnym jest znak minus.

Słownik

Bibliografia

Atkins P. W., Jones L., Laverman L., Chemia Ogólna, Warszawa 2016.

Encyklopedia PWN

Hejwowska S., Marcinkowski R., Chemia ogólna i nieorganiczna, Gdynia 2005.