Аммоний

Аммоний — полиатомный катион с химической формулой NH4^+. Аммоний с анионами образует соли аммония, аммониевые соединения, последние входят в большой класс ониевых соединений. Ион аммония NH4+ является правильным тетраэдром с азотом в центре и атомами водорода в вершинах тетраэдра. Размер иона — 1,43 Å.

Существует также короткоживущий свободный радикал аммония с формулой NH4 (см. Свободный аммоний).

Диссоциация солей аммония 
При диссоциации солей аммония в водных растворах образуется катион аммония, например:

Свойства солей аммония 
Большинство солей аммония — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и легко разлагающиеся при нагревании с выделением газов.

 Прочность солей аммония сильно различается. Чем сильнее кислота, тем более устойчива соль аммония. Так, соль сильной соляной кислоты хлорид аммония NH4Cl вполне стабилен при комнатной температуре, а соль слабой угольной кислоты карбонат аммония (NH4)2CO3 в этих условиях заметно разлагается.

Аммониевые соли летучих кислот при нагревании разлагаются, выделяя газообразные продукты, которые при охлаждении вновь образуют соль:

 

Если соль образована нелетучей кислотой, то нагревание протекает с разложением аммонийной соли:
 

 Если анион соли аммония содержит атом-окислитель, то при её нагревании происходит реакция внутримолекулярного окисления-восстановления, например:
 

 

 Восстановительные свойства аммония используются во взрывчатых веществах, например аммоналах.

Реакция обнаружения аммония 
Реакция для обнаружения аммония — выделение аммиака при действии едких щелочей на соли аммония:

 

Широко используется для спектрофотометрического количественного анализа также реакция с реактивом Несслера.

«Свободный аммоний» 
При взаимодействии раствора хлорида аммония с амальгамой натрия образуется «амальгама аммония» — тестообразная масса, выделяющая водород и аммиак.

При действии иодида аммония NH4I на синий раствор металлического натрия в жидком аммиаке наблюдается обесцвечивание, которое может быть интерпретировано как образование «свободного аммония»:
 

Заметное разложение этого раствора с выделением водорода идет при температурах выше −40 °C, образовавшаяся бесцветная жидкость легко присоединяет иод (предположительно — по схеме):
 

однако существование свободного радикала NH4 в этом случае сомнительно, в 1960-х годах предполагалось, что в этом растворе присутствуют сольватированные аммиаком атомы водорода H.NH3.

Замещённые соединения аммония

Органические 
Атомы водорода в аммонии могут быть замещены на органические радикалы. Существуют соединения одно-, двух-, трёх- и даже четырёхзамещённого аммония. Гидроксиды четырёхзамещённого аммония (например, гидроксид тетраметиламмония) могут быть выделены в свободном состоянии и являются намного более сильными щелочами, чем сам аммоний и его производные меньшей степени замещения.

Неорганические 
Тетрафтораммоний [NF4]^+ представляет собой аммоний, все четыре атома водорода в котором замещены фтором. Тетрафтораммоний является одним из немногих соединений, в которых азот имеет степень окисления +5, является сильнейшим окислителем и устойчив только в соединении с комплексными фтористыми анионами, например, тетрафтороборатом [BF4]^-.

См. также 
 Аммониевые соединения
 Гидроксоний

Литература

Примечания 

Биологический цикл азота
Соединения азота по алфавиту
Катионы