主な違い – アンモニアとアンモニウムの違い
アンモニアとアンモニウムは、窒素を含む化合物です。
どちらも1分子または1イオンあたり2個以上の原子で構成される多原子化合物です。
アンモニウムはアンモニアに由来します。
アンモニアは気体として存在し、アンモニウムは物質の三相のすべてに存在します。
両者はほぼ同様の化学組成を有していますが、アンモニアとアンモニウムの間には多くの違いがあります。
アンモニアとアンモニウムの主な違いは、アンモニアが中性化合物であるのに対し、アンモニウムは陽イオンであることです。
アンモニアとは
アンモニアは、化学式NH3で表される無機化合物です。
ガス状化合物です。
モル質量は17.031g/molです。
アルカリ性で、特有の刺激臭があります。
アンモニアのIUPAC名はazaneです。
アンモニアの形状は三角錐です。
ここで、三角錐は3つのN-H結合と窒素原子の孤立電子対で構成されています。
典型的な三角錐構造の分子の結合角は109oであるが、ローンペアが存在するため、アンモニア分子の結合角は107oに減少している。
図1：アンモニアの化学構造
アンモニアの融点は-77.73℃、沸点は約-33.34℃です。
アンモニアの密度を考えると、空気より軽い。
この化合物にはN-H結合があるため、アンモニアは容易に液化してアンモニア液になる。
これは、N-H結合がお互いに強い水素結合を形成することができるからです。
液体アンモニアを融点まで凍らせると、白い結晶を形成し始めます。
アンモニアは水分子と水素結合を形成することができるため、水と混和することができます。
アンモニアは水の沸点と比較すると非常に低い沸点を持つため、水性アンモニアを沸騰させると水からアンモニアを追い出すことができます。
アンモニアは酸素の存在下で燃焼することがあります。
アンモニアの燃焼は、淡黄色の炎として観察することができます。
アンモニウムとは
アンモニウムは、化学式NH4+で表される陽イオンです。
アンモニウムイオンは、1つの窒素原子と4つの水素原子からなる無機イオンです。
4つのN-H結合を持っています。
アンモニウムイオンは多原子オンです。
この陽イオンのモル質量は18.039 g/molです。
アンモニウムイオンの IUPAC 名は azanium です。
アンモニウムイオンは三角錐の構造を持っています。
ここでは、4つのN-H結合が三角ピラミッド型に配置されています。
この分子ではすべての結合が似ているため、結合角は109oとなる。
この分子は、アンモニア分子の窒素原子にある孤立対がプロトンに供与されることで形成される。
このプロトンにより、分子は正電荷を帯びる。
アンモニウムイオンの窒素の酸化数は-3です。
アンモニウムイオンは弱酸性です。
塩基と反応してアンモニアガスを生成することがあります。
アンモニアを水に溶かすと、アンモニウムイオンになることがあります。
これは平衡反応であり、溶液のpHに大きく依存する。
その反応は次のようなものです。
H2O + NH3 ⇌ O- + NH+4
アンモニウムイオンは、アンモニウム塩の中に普通に見つけることができます。
アンモニウム塩は、アンモニウムカチオンと無機アニオンからなる化学化合物です。
アンモニウム塩の例としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウムなどがあります。
これらの塩化合物は水溶性が高い。
アンモニアとアンモニウムの類似性
- どちらも窒素原子と水素原子からなる化合物です。
- どちらも多原子化合物である
- 窒素原子の酸化数は、どちらも+3です。
- 両者とも三角錐の形状をしている
アンモニアとアンモニウムの違い
定義
アンモニア。
アンモニアは化学式 NH3 で表される無機化合物です。
アンモニウム。
アンモニウムは、化学式NH4+を有する陽イオンです。
単独電子対
アンモニア アンモニアは一個の電子対を持つ。
アンモニウム。
アンモニウムイオンは孤立電子対を持たない。
IUPAC
アンモニア。
アンモニアのIUPAC名はazane。
アンモニウム。
アンモニウムイオンのIUPAC名はazanium。
自然
アンモニア アンモニアは、アルカリ性化合物です。
アンモニウム アンモニウムイオンは弱酸性です。
ボンド角
アンモニア アンモニアの結合角は107°です。
アンモニウム。
アンモニウムイオンの結合角は109°です。
モル質量
アンモニア アンモニアのモル質量は17.031g/molです。
アンモニウム。
アンモニウムイオンのモル質量は18.039g/molです。
電荷
アンモニア アンモニアは中性化合物です。
アンモニウム。
アンモニウムイオンは+1 の電荷を持つ。
結論
アンモニアとアンモニウムは、窒素原子と水素原子からなる2つの関連化合物です。
アンモニウムイオンはアンモニアに由来します。
アンモニアとアンモニウムの主な違いは、アンモニアが中性化合物であるのに対し、アンモニウムは陽イオンであることです。
