Ammoniumkation

Der Ammoniumkation (NH4+) ist das positiv geladene, mehratomige Ion, das entsteht, wenn Ammoniak (NH3) mit einem Proton (H+) reagiert. In seiner Struktur besitzt es eine tetraedrische Geometrie um den Stickstoff; der Stickstoff verfügt über kein freies Elektronenpaar, weshalb NH4+ keine typischen koordinativen Liganden bildet. In wässriger Lösung wirkt NH4+ als konjugierte Säure von NH3.

NH4+ kommt in zahlreichen Salzen vor, zum Beispiel als Ammoniumchlorid (NH4Cl), Ammoniumsulfat ((NH4)2SO4) oder Ammoniumnitrat (NH4NO3). Es wird oft durch Protonierung von Ammoniak oder durch Neutralisation von Ammoniumsalzen gewonnen. In der Natur und Industrie dient es als wichtiger Stickstofflieferant; in der Biologie spielt es eine Rolle im Stickstoffstoffwechsel, wird aber üblicherweise weiter in Verbindungen wie Harnstoff oder Glutamin umgewandelt.

Chemisch ist NH4+ eine schwache Säure: NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+, mit Ka etwa 5,6 × 10^-10 (pKa ≈ 9,25 bei 25 °C). Als Salzkation wirkt es überwiegend als nicht koordinierendes Gegenion; es kann Wasserstoffbrücken ausbilden, aber bildet normalerweise keine stabilen Koordinationskomplexe mit Metallionen.

Sicherheit: Ammoniumsalze gelten allgemein als geringe Gesundheitsgefahr, können jedoch beim Erhitzen Ammoniak freisetzen. Bestimmte Salze wie Ammoniumnitrat sind potenziell gefährlich und erfordern sorgfältige Handhabung.