Che cos'è un ossianione?
Uno ione è un atomo non neutro o una raccolta di atomi che funzionano come un'unità. Se lo ione possiede un deficit di elettroni, è un "catione", ma se ha un surplus di elettroni, è un "anione". Quando l'ossigeno fa parte del catione, si tratta di un'ossidazione, ad esempio uranil (UO 2 ) +2 . In alternativa, se gli atomi di ossigeno fanno parte dell'anione, si tratta di un ossianione, come nel nitrato (-NO 3 ) -1 . Raramente, entrambi gli ioni sono ossigenati, avendo sia un'ossidazione che un ossianione. Uno degli esempi più noti di questo è il nitrato di uranile (UO 2 ) (NO 3 ) 2 .
Esistono numerose varietà di ossianione. Tra questi ci sono solfato (SO 4 ) -2 , acetato (CH 3 COO) -1 e tellurite (TeO 3 ) -2 . Altri tipi di ossianione includono perclorato (ClO 4 ) -1 , fosfato (PO 4 ) -3 e nitrato (NO 3 ) -1 .
Un ossianione di solito può essere scritto come un acido corrispondente da cui deriva. In questo caso, abbiamo acidi solforico, acetico, telluroso, perclorico e nitrico. La rimozione di acqua da questi acidi fornisce le anidridi: triossido di zolfo, anidride acetica, biossido di tellurio, epossido di cloro, pentossido di fosforo e pentossido di azoto. In particolare, gli ossianioni inorganici consistono spesso di ossigeno più un non-metallo, come zolfo, azoto o fosforo; possono tuttavia consistere anche in un metallo e ossigeno.
Due specie di ossianione contenenti metallo sono dicromato e permanganato. Il bicromato di potassio (K 2 Cr 2 O 7 ) è spesso usato nelle reazioni chimiche organiche come agente ossidante; il permanganato di potassio (KMnO 4 ) è un ossidante ancora più potente. Se combinato con acido solforico, produce la sostanza esplosiva anidride dell'acido permanganico o epossido di manganese (Mn 2 O 7 ), secondo l'equazione di reazione 2 KMnO 4 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + Mn 2 O 7 + H 2 O. Contrariamente alla natura del permanganato, alcuni composti di ossianione non agiscono affatto come ossidanti. Ciò è dovuto a una serie di fattori, tra cui l'elettronegatività, la dimensione degli ioni, la configurazione elettronica e la stabilizzazione della risonanza.
La configurazione elettronica che consente la formazione di ossianione richiede la presenza di gusci a D orbitali espandibili di elettroni, che consentono livelli di valenza atomica più elevati. Sebbene tre degli alogeni, vale a dire cloro, bromo e iodio, abbiano tali gusci e possano formare anioni anche altamente ossigenati, il fluoro no. Può formare solo un acido ossigenato, acido ipofluoroso e uno così instabile che esplode facilmente. Un ulteriore fattore che contribuisce sia alla formazione che alla stabilità di un ossianione è la simmetria di risonanza ionica. Una delle strutture di ossianione più stabili, il solfato può essere disegnato come una delle sei possibili strutture di risonanza equivalenti, diffondendo in effetti la carica negativa su una grande superficie esterna.