Fuerza y Estructura Molecular de los Ácidos

El ácido clorhídrico es un ácido fuerte, mientras que el ácido fluorhídrico es un ácido débil. Pero, qué determina su fuerza? La fuerza de los ácidos binarios, con solo dos elementos, está determinada por la energía y la polaridad del enlace.

Un ácido con una energía de enlace más alta tiene un enlace más fuerte y, por lo tanto, será un ácido más débil. Al comparar los ácidos de un grupo, el enlace de un ácido débil, como el ácido fluorhídrico, éste es más difícil de romper por lo que es menos probable que el ácido done protones. Por el contrario, un ácido con menos energía en su enlace tiene un enlace más débil y, por lo tanto, será un ácido más fuerte.

Por ejemplo, el enlace en un ácido fuerte, como el ácido clorhídrico, se rompe más fácilmente y dona protones más fácilmente que el ácido fluorhídrico. Un enlace, como el del ácido clorhídrico, es polar cuando un átomo es más electronegativo que el otro. Un compuesto puede actuar como ácido cuando el átomo unido al hidrógeno tiene una mayor electronegatividad que el hidrógeno.

El átomo tendrá una carga negativa parcial, lo que permitirá que el hidrógeno tenga una carga positiva parcial para que pueda liberarse como un protón. Un ácido con una polaridad de enlace más alta tiene un enlace más débil y, por lo tanto, será un ácido más fuerte. Al comparar compuestos a lo largo de un período, el ácido clorhídrico es más fuerte que el sulfuro de hidrógeno, ya que el cloro es más electronegativo que el azufre y, por lo tanto, libera protones con mayor facilidad.

Si el hidrógeno tiene una electronegatividad igual o mayor que el otro átomo, esa molécula no puede donar protones y, por tanto, no puede actuar como ácido. Los oxiácidos son ácidos donde un OH está unido a un tercer átomo que es más electronegativo que el hidrógeno. La fuerza de un oxiácido depende de la electronegatividad y del número de oxígenos unidos al tercer átomo.

Cuanto mayor es la electronegatividad del átomo, más se polariza, debilitando el enlace entre el oxígeno y el hidrógeno. Si el átomo central está unido a átomos de oxígeno adicionales aumenta aún más la polaridad del enlace entre el oxígeno y el hidrógeno. Por ejemplo, el ácido perclórico con tres átomos de oxígeno adicionales es más fuerte que el ácido clórico con dos átomos de oxígeno adicionales.

El ácido clórico, a su vez, es más fuerte que el ácido cloroso, que tiene solo un oxígeno adicional y que el ácido hipocloroso, sin átomos de oxígeno adicionales. Los ácidos carboxílicos son ácidos débiles que contienen un grupo carboxilo. El segundo átomo de oxígeno hace que el enlace oxígeno-hidrógeno sea más polar y, por lo tanto, permite que la molécula done un protón.

El ácido acético y el ácido fórmico son ejemplos de ácidos carboxílicos.