Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

15.13: 酸强和分子结构
目录

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
酸强和分子结构
 
文字本

15.13: 酸强和分子结构

二进制酸和碱

在没有任何调平效果的情况下,含非金属 (A) 氢二进制化合物的酸强会随着 H-A 键强在元素周期表中的一组降下而增加。 对于第 17 组,酸度增加的顺序是 HF < HCL < HBr < HI。 同样,对于第 16 组,酸强的增加顺序是 H2O < H2S < H2Se < H2Te。 在元素周期表中,二进制氢化合物的酸强随着非金属原子的电负性的增加而增加,因为 H-A 键的极性增加。 因此,第二排的酸度增加 (用于去除一个质子) 的顺序是 CH4 < NH3 < H2O < HF ;第三排的酸度增加的顺序是 SiH4 < PH3 < H2S < HCL。

Ternary 酸和碱

由氢,氧和某些第三元素 (“ E ”) 组成的三元化合物的结构可能如下图所示。 在这些化合物中,中心 E 原子对一个或多个 O 原子是键合,至少一个 O 原子对 H 原子也是键合,这与通用分子公式 OMO(OH)n 相对应 这些化合物可能是酸性,碱性或苯丙酸,具体取决于中央 E 原子的性质。 这些化合物的例子包括硫酸, O2S(OH)2 ,硫酸, OS(OH)2 ,硝酸, O2NOH ,高氯酸, O3ClOH ,氢氧化铝,铝 (OH) 3氯化钙,氯化钙 (OH) 2 和氢氧化钾,高。

Eq1

如果中央原子 E 的电负性较低,则其电子的吸引力较低。 中央原子与氧原子形成强共价键的趋势不大,元素和氧之间的键 A 比氧气和氢之间的键 b 更容易发生破损。 因此,键 A 是离子体,氢氧化物离子被释放到溶液中,而该物质的作用是作为基体— Ca(OH)2 和 Koh 就是这种情况。 低电负性是金属元素含量较高的特征;因此,金属元素形成了离子氢氧化物,根据定义,这些物质是基本化合物。

另一方面,如果原子 E 的电负性相对较高,它会强烈吸引与氧原子共享的电子,从而形成相对较强的共价键。 因此,氧气 - 氢键键 b 由于电子向 E 移动而被削弱。 键 b 是极性的,很容易将氢离子释放到溶液,因此该物质表现为一种酸。 高电子度是非金属元素的特征。 因此,非金属元素形成共价化合物,含有酸性 −OH 组,称为氧酸。

增加中心原子 E 的氧化数量也会增加氧酸的酸度,因为这会增加与氧合的电子的吸引力,从而削弱 O-H 键。 硫酸, H2SO4 或 O2S(OH)2 (硫氧化值为 +6) 的酸性大于硫酸, H2SO3 或 OS(OH)2 (硫氧化值为 +4)。 同样,硝酸, HNO3 或 O2NOH (N 氧化值 = +5) 的酸性比亚氮酸, HNO2 或 Onoh (N 氧化值 = +3) 强。 在每一对中,中心原子的氧化数量对于强酸而言更大。

羧基酸

羧基酸含有羧基组。 羧基酸是弱酸,这意味着它们不会在水中 100% 电离。

羧酸起到弱酸的作用,因为与氧酸一样,二氧附着在碳原子上的氧会增加 O-H 键的极性并使其变得更弱。 此外,在质子消失后,羧组被转换为碳氧离子,从而产生共振。 不同的共振结构稳定了羧酸盐离子,因为其负电荷在多个原子上脱氧。

本文改编自 Openstax, Chemistry 2e, Section 14.3 :酸和碱的相对强度 and Openstax, 化学 2e, 第20.3节 Al醛 , Ketones , Carboxylic 酸, 和酯类

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter