Ammoniumkatjoner är positivt laddade ammoniumjoner med den allmänna kemiska formeln N + RR l R ll R lll , där R, Rl , Rll , Rlll = H, Alk, Ar [1] [2] .
Ammoniumkatjoner kan betraktas som produkter av substitution av väteatomer av ammoniumkatjonen NH4 + för organiska radikaler (Alk, Ar).
Beroende på antalet substituerade väteatomer (1,2,3 eller 4) särskiljs primära, sekundära, tertiära och kvartära ammoniumkatjoner (fig. 1).
Den enklaste ammoniumkatjonen NH 4+ bildas enligt donator-acceptormekanismen genom att lägga till en proton till ammoniak :
Protoner tillförs av mineraliska (oorganiska) och organiska syror . Produkterna av interaktionen mellan ammoniak och syror är ammoniumsalter .
I ammoniumkatjonen NH4 + är alla fyra bindningarna ekvivalenta och omöjliga att särskilja, därför tror man att den elektriska laddningen i katjonen är delokaliserad (dispergerad) genom komplexet. Storleken på ammoniumkatjonen NH 4 + är 1,43 Å [3] . I en ammoniumkloridkristall är ammoniumkatjonen NH4 + omgiven av åtta kloridjoner (fig. 2). Kristallgitterparametern är 3,8758 Å. [4] .
Substituerade ammoniumkatjoner bildas också av donator-acceptormekanismen genom att tillsätta en proton till motsvarande aminer .
Primär Sekundär TertiärKvaternära ammoniumkatjoner erhålls huvudsakligen genom alkylering av tertiära aminer (den så kallade kvaterniseringen) [1] :
Många kvaternära ammoniumföreningar är biologiskt aktiva och förekommer i naturen (de viktigaste av dem är kolin och acetylkolin ). [ett]