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.Advanced Organic Chemistry: Reactions and mechanisms, Maya Shankar Singh, 2007, Dorling Kindersley, ISBN 978-81-317-1107-1.

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)

Gruppe 16- (Chalkogen-)Onium-Kationen Oxonium, H3O+ (protoniertes Wasser) Sulfonium, H3S+ (protoniertes Sulfan) Selenonium, H3Se+ (protoniertes Selan) Telluronium, H3Te+ (protoniertes Monotellan)

Gruppe 17- (Halogen-)Onium-Kationen, Halonium-Ionen, H2X+ (protonierte Halogenwasserstoffe) Fluoronium, H2F+ (protonierter Fluorwasserstoff) Chloronium, H2Cl+ (protonierter Chlorwasserstoff) Bromonium, H2Br+ (protonierter Bromwasserstoff) Iodonium, H2I+ (protonierter Iodwasserstoff)

Pseudohalogen-Onium-Kationen Aminodiazonium, H2N3+ (protoniertes Hydrogenazid) Hydrocyanonium, H2CN+ (protoniertes Hydrogencyanid)

Gruppe 14- (Kohlenstoffgruppe-)Onium-Kationen Methanium, CH5+ (protoniertes Methan, manchmal auch Methonium genannt, letzteres besitzt aber verschiedene Bedeutungen) Weitere Alkanium-Kationen: CnH(2n+3)+ Ethanium, C2H7+ (protoniertes Ethan) Propanium, C3H9+ (Propan, an irgendeinem Kohlenstoff protoniert) Propylium oder propan-1-ylium (Propan, am endständigen Kohlenstoffatom protoniert) Propan-2-ylium (Propan, am mittleren Kohlenstoffatom protoniert) Butanium, C4H11+ (Butan, an irgendeinem Kohlenstoff protoniert) n-Butanium (n-Butan, an irgendeinem Kohlenstoff protoniert) n-Butylium oder n-Butan-1-ylium (n-Butan, am endständigen Kohlenstoffatom protoniert) n-Butan-2-ylium (n-Butan, am mittleren Kohlenstoffatom protoniert) Isobutanium (Isobutan, an irgendeinem Kohlenstoff protoniert) Isobutylium oder Isobutan-1-ylium (an einem Ende protoniertes Isobutan) Isobutan-2-ylium (am mittleren Kohlenstoff protoniertes Isobutan) Octonium, C8H19+ (protoniertes Octan) Silanium (manchmal auch Silonium), SiH5+ (protoniertes Monosilan) (Sollte nicht Siliconium genannt werden.chem.qmul.ac.uk) Weitere Silanium-Kationen, SinH(2n+3)+ Disilanium, Si2H7+ (protoniertes Disilan) Germonium, GeH5+ (protoniertes German) Stannonium, SnH3+ (protoniertes SnH2; nicht protonierte Stannan SnH4) Plumbonium, PbH3+ (protoniertes Bleihydrid, PbH2)

Gruppe 13- (Borgruppe-)Onium-Kationen Boronium-Kationen, BH3+, BH4+, BH5+, BH6+ (protonierte Borane)

Wasserstoff- Onium-Kationen Hydrogenonium, besser bekannt als Trihydrogen-Kation, H3+ (protonierter [molekularer] oder [zweiatomiger] Wasserstoff).

Gruppe 18- (Edelgas-)Onium-Kationen Hydrohelium, besser bekannt als Helium-Hydridion, HeH+ (Protoniertes Helium). (Abundant in outer space). Kryptonium KrH+ (protoniertes krypton) Xenonium XeH+ (protoniertes xenon)

Onium-Ionen mit monovalenter Substitution primäre Ammonium-Kationen, RH3N+ oder RNH3+ (protoniertes, primäres Amin) Hydroxylammonium, NH3OH+ (protoniertes Hydroxylamin) Methylammonium, CH3NH3+ (protoniertes Methylamin) Ethylammonium, C2H5NH3+ (protoniertes Ethylamin) Hydrazinium oder Diazanium, NH2NH3+ (protoniertes Hydrazin)

Sekundäre Ammonium-Kationen, R2NH2+ (protoniertes, sekundäres Amin) Dimethylammonium (manchmal auch Dimethylaminium), (CH3)2NH2+ (protoniertes Dimethylamin) Diethylammonium (manchmal auch Diethylaminium), (C2H5)2NH2+ (protoniertes Diethylamin) Ethylmethylammonium, C2H5CH3NH2+ (protoniertes Ethylmethylamin) Diethanolammonium (manchmal auch Diethanolaminium), (C2H4OH)2NH2+ (protoniertes Diethanolamin)

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

Quartäre Ammonium-Kationen, R4N+ or NR4+ Tetramethylammonium, (CH3)4N+ Tetraethylammonium, (C2H5)4N+ Tetrapropylammonium, (C3H7)4N+ Tetrabutylammonium, (C4H9)4N+, abgekürzt auch Bu4N+ Trimethylammonium-Verbindungen, (CH3)3RN+ Didecyldimethylammonium, (C10H21)2(CH3)2N+ Pentamethylhydrazinium, N(CH3)2N(CH3)3+

Quartäre Phosphonium-Kationen, R4P+ oder PR4+ Tetraphenylphosphonium, (C6H5)4P+

sekundäre Sulfonium-Kationen, R2SH+ (protonierte Sulfide) Dimethylsulfonium, (CH3)2SH+ (protoniertes Dimethylsulfid)

Tertiäre Sulfonium-Kationen R3S+ Trimethylsulfonium, (CH3)3S+

Sekundäre Fluronium-Kationen R2F+ Dichlorfluoronium, Cl2F+

Onium-Kationen mit polyvalenten Substituenten sekundäre Ammonium-Kationen mit einem doppelt gebundenen Substituenten, R=NH2+ Diazenium, HN=NH2+ (protoniertes Diazen)

quartäre Ammonium-Kationen mit einem doppelt gebundenen Substituenten und zwei einfach gebundenen Substituenten, R=NR2+ Iminium, R2C=NR2+ (substituted protoniertes imine) Diazenium, RN=NR2+ (substituiert protoniertes Diazen)

quartäre Ammonium-Kationen mit zwei doppelt gebundenen Substituenten, R=N=R+ Nitronium, NO2+ µ-Nitrido-bis(triphenylphosphan)-chlorid, ((C6H5)3P)2N+

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

tertiäre Ammonium-Kationen mit zwei partiell doppelt gebundenen Substituenten, R=-NH+=-R Pyridinium, C5H5NH+ (protoniertes Pyridin)

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)

tertiäres Oxonium-Kation mit einem dreifach gebundenen Substituenten, R≡O+ Nitrosonium, N≡O+

tertiäre Oxonium-Kationen mit zwei partiell doppelt gebundene Substituenten, R=-O+=-R Pyrylium, C5H5O+

tertiäre Sulfonium-Kationen mit dreifach gebundenen Substituenten, R≡S+ Thionitrosyl, N≡S+

Doppelonium-Dikationen Hydrazinium-Dikation, +H3NNH3+ (doppelt protoniertes Hydrazin) Diazenium-Dikation, +H2N=NH2+ (doppelt protoniertes Diazen) Diazonium-Dikation, +HN≡NH+ (doppelt protonierter Stickstoff)

Ungewöhnliche Onium-Kationen Borenium-Kation, R2B+ (protoniertes Borylen) Carbenium-Kation, R3C+ (protonierte Carbene) Methenium-Kation, H3C+ (protoniertes Methylen) Silylium-Kation, R3Si+ (protoniertes Silylen) Nitrenium-Kation, R2N+ (protoniertes Nitren) Mercurinium-Kation, R3Hg+ (protonierte Organoquecksilber-Verbindung; gebildet als Intermediat in Oxymercurierungen)

Weblinks

Überblick auf chem.qmul.ac.uk (englisch)

Einzelnachweise George A. Olah (1998), Onium Ions. John Wiley & Sons, 509 pages. ISBN 9780471148777

Kategorie:Ion