Onium-Verbindung

In der Chemie ist eine Onium-Verbindung oder ein Onium-Ion ein Kation, das formal durch Protonierung des Hydrids eines Pnictogens (Gruppe 15 im Periodensystem), Chalkogens (Gruppe 16) oder eines Halogens (Gruppe 17) entstanden ist. Das am längsten bekannte Onium-Ion und Namensgeber dieser Gruppe ist Ammonium, NH₄⁺, das protonierte Derivat von Ammoniak, NH₃.

Der Begriff Onium wird auch für Kationen benutzt, die aus der Substitution eines Wasserstoffatoms durch eine andere Gruppe (z. B. Organyl-Reste oder Halogene) resultieren würden, wie das Tetraphenylphosphonium, (C₆H₅)₄P⁺. Die substituierende Gruppe kann auch di- oder trivalent sein, wodurch sich z. B. Ionen wie das Iminiumion and Nitrilium ergeben.

Einordnung

Onium-Verbindungen sind invers analog zu at-Komplexen. Lewis-Basen bilden Onium-Ionen, wenn das Zentralatom eine weitere Bindung eingeht und zum Kation wird. Lewis-Säuren bilden at-Ionen, wenn das Zentralatom durch Eingehen einer weiteren Bindung Elektronen erhält und so zum Anion wird.

Onium-Ionen besitzen eine Ladung von +1. Ein Molekül mit zwei oder mehr Onium-Untergruppen wird als doppeltes Onium-Ion, dreifaches Onium-Ion usw. bezeichnet. Verbindungen, die aus einem Onium-Kation und einem Anion bestehen, werden als Onium-Salze bezeichnet.

Einfache Onium-Ionen

Im Folgenden ist eine Reihe von einfachen Onium-Ionen aufgeführt, also Hydriden ohne Substituenten.

Gruppe 15- (Stickstoffgruppe-)Onium-Kationen

Ammonium, (IUPAC-Name: Azanium) NH₄⁺ (protonierter Ammoniak, IUPAC-Name: Azan)
Phosphonium, PH₄⁺ (protoniertes Monophosphan)
Arsonium, AsH₄⁺ (protoniertes Monoarsan)
Stibonium, SbH₄⁺ (protoniertes Stiban)
Bismutonium, BiH₄⁺ (protoniertes Bismutan)

Pseudohalogen-Onium-Kationen

Aminodiazonium, H₂N₃⁺ (protoniertes Hydrogenazid)
Hydrocyanonium, H₂CN⁺ (protoniertes Hydrogencyanid)

Gruppe 13- (Borgruppe-)Onium-Kationen

Boronium-Kationen, BH₃⁺, BH₄⁺, BH₅⁺, BH₆⁺ (protonierte Borane)

Onium-Ionen mit monovalenter Substitution

Tertiäre Ammonium-Kationen, R₃NH⁺ (protoniertes, tertiäres Amin)
- Trimethylammonium (CH₃)₃NH⁺ (protoniertes Trimethylamin)
- Triethylammonium (C₂H₅)₃NH⁺ (protoniertes Triethylamin)

Onium-Kationen mit polyvalenten Substituenten

tertiäre Ammonium-Kationen mit einem dreifach gebundenen Substituenten, R≡NH⁺
- Nitrilium, RC≡NH⁺ (protoniertes Nitril)
- Diazonium, N≡NH⁺ (protonierter Stickstoff)

quartäre Ammonium-Kationen mit einem dreifach gebundenen Substituenten und einem einfach gebundenen Substituenten, R≡NR⁺
- Diazonium, N≡NR⁺ (substituierter, protonierter Stickstoff)
- Nitrilium, RC≡NR⁺ (substituiertes, protoniertes Nitril)

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