Строение карбонат иона (СО3)2-. Экспериментальный факт:
По данным рентгеноструктурного анализа, в карбонат-ионе все связи С—О имеют одинаковую длину, все атомы кислорода — одинаковую электронную плотность.
Чтобы передать строение этой частицы, необходимо воспользоваться набором из трёх предельных структур:
Как видно, данные резонансные структуры не отличаются расположением атомов, они различаются только распределением электронов между ними. Хотя, согласно концепции резонанса, граничные структуры в действительности не существуют, а являются лишь формулами, однако наложением их друг на друга можно представить распределение электронов в реальной частице. Такой «резонансный гибрид» называется мезоформулой. Если канонические структуры равноценны между собой по энергии (как в карбонат-ионе), то они вносят равный вклад в реальное строение молекулы (имеют одинаковый «удельный вес»).
Для карбонат-иона мезоформула имеет вид:
Мезоформула показывает, что в этом анионе нет чисто простых и чисто двойных связей. Все связи имеют нецелочисленную кратность. Аналогично, ни на одном из атомов кислорода нет целого отрицательного заряда: все заряды дробные, их величины равны между собой. Такое распределение электронов называется делокализацией. Оно соответствует экспериментальным данным.
|
|
Из солей угольной кислоты наибольшее значение имеют карбонат натрия (сода), карбонат калия (поташ), карбонат кальция (мел, мрамор, известняк), гидрокарбонат натрия (питьевая сода) и основной карбонат меди (CuOH)2CO3 (малахит).
Основные соли угольной кислоты в воде практически нерастворимы и при нагревании легко разлагаются:
(CuOH)2CO3 = 2CuO + CO2 + H2O.
Термическая устойчивость карбонатов зависит от поляризационных свойств ионов, входящих в состав карбоната. Чем больше поляризующее действие оказывает катион на карбонат-ион, тем ниже температура разложения соли. Если катион способен легко деформироваться, то карбонат-ион сам также будет оказывать поляризующее действие на катион, что приведет к резкому снижению температуры разложения соли.
Карбонаты натрия и калия плавятся без разложения, а большинство остальных карбонатов при нагревании разлагаются на оксид металла и углекислый газ:
MgCO3 = MgO + CO2.
Мочеви́на (карбамид) — химическое соединение, диамид угольной кислоты. Белые кристаллы, растворимые в полярных растворителях (воде, этаноле, жидком аммиаке).