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铵根离子是化学中一个非常重要的阳离子,化学式为NH₄⁺。它由一个氮原子和四个氢原子组成,整体带一个单位正电荷。铵根离子是由氨分子NH₃结合一个质子H⁺形成的,在许多化学反应和生物过程中都起着重要作用。
铵根离子由一个氮原子和四个氢原子组成。氮原子的电子构型是1s²2s²2p³,共有5个价电子。氢原子的电子构型是1s¹,有1个价电子。氮原子位于第二周期第五主族,具有较强的成键能力,能够与四个氢原子形成稳定的化学键。
铵根离子中的四个N-H键形成过程很有趣。其中三个是普通的共价键,由氮原子和氢原子各提供一个电子形成。第四个键是配位键,由氮原子的孤对电子与氢离子H⁺结合形成。虽然形成方式不同,但所有N-H键在形成后都是等价的,都是通过电子云重叠形成的σ键。
根据VSEPR理论,铵根离子的空间构型可以这样分析:氮原子作为中心原子,周围有4个键合电子对,没有孤对电子。因此,电子对几何和分子几何都是四面体。铵根离子呈现正四面体构型,四个N-H键的键角都是109.5度,键长约为1.03埃。这种对称的四面体结构使得铵根离子非常稳定。