Boundless Chemistry

De ce este HF un acid slab, când restul acizilor hidrohalici sunt puternici? S-ar putea presupune în mod corect că fluorul este foarte electronegativ, astfel încât legătura H-F este foarte polară și ne putem aștepta ca HF să se disocieze ușor în soluție; acest raționament nu este greșit, dar argumentul electronegativității este depășit de considerații legate de mărimea ionică. Reamintim tendința periodică conform căreia dimensiunea ionică crește pe măsură ce ne deplasăm în josul tabelului periodic. Deoarece fluorul se află în partea de sus a halogenilor, ionul F- este cel mai mic halogenură; prin urmare, electronii săi sunt concentrați în jurul nucleului său și, ca urmare, legătura H-F este relativ scurtă. Legăturile mai scurte sunt mai stabile și, astfel, legătura H-F este mai greu de rupt.

După ce coborâm la clor, totuși, tendința se schimbă. Clorul este mai mare și are mai mulți electroni și, prin urmare, legătura H-Cl este mai lungă și mai slabă. În prezența apei, atracțiile electrostatice dintre oxigenul parțial negativ al apei și hidrogenul parțial pozitiv de pe H-Cl sunt suficient de puternice pentru a rupe legătura H-Cl, iar ionii se disociază în soluție.

Același raționament se aplică atât pentru HBr, cât și pentru HI. Acești acizi sunt chiar mai puternici decât HCl, deoarece ionii Br- și I- sunt și mai mari. Ca atare, legăturile H-Br și H-I sunt și mai slabe, iar acești compuși se disociază, de asemenea, cu ușurință în soluție.

Denumirea acizilor binari

Numele acizilor binari încep cu „hidro-” urmat de numele celuilalt element, modificat pentru a se termina cu „-ic”. De exemplu, HCl se numește acid clorhidric.

Acizii binari sunt una dintre cele două clase de acizi, a doua fiind oxoacizii (sau oxiacizii), care constau din hidrogen, oxigen și un al treilea element, care este adesea un nemetal.

Oxoacizi

Un oxoacid este un acid care conține oxigen.

Un oxoacid (uneori numit oxiacid ) este un acid care conține oxigen. Mai precis, un oxoacid este un acid care:

1. conține oxigen
2. conține cel puțin un alt element
3. are cel puțin un atom de hidrogen legat de oxigen
4. formează un ion prin pierderea unuia sau mai multor protoni în soluție.

Exemple de oxoacizi includ:

• Acizii carboxilici
• Acidul sulfuric
• Acidul nitric
• Acidul fosforic

Oxoacizii halogenați includ acidul hipocloros (HOCl); acidul cloros(HOClO); acidul cloric(HOClO2); acidul oercloric(HOClO3); acidul oerbromic (HOBrO3)

Toți oxoacizii au hidrogenul acid legat de un atom de oxigen, astfel încât rezistența legăturii (lungimea) nu este un factor, similar acizilor nemetalici binari; în schimb, principalul factor determinant pentru rezistența relativă a unui oxacid are de-a face cu electronegativitatea atomului central (X), precum și cu numărul de atomi de O din jurul acelui atom central.

Electronegativitatea atomului central

Considerați oxacizii simpli HOI (acid hipoiodous), HOBr (acid hipobromos) și HOCl (acid hipocloros). Acești acizi pot fi aranjați în ordinea valorilor lor pKavale și, prin extensie, a tăriilor lor relative:

HOCl pKa = 7,5 < HOBr pKa = 8,6 < HOI pKa = 10,6

Reamintim că valorile mai mici ale pKa corespund unei tăriri mai mari a acidului. Prin urmare, HOCl este cel mai puternic acid, iar HOI este cel mai slab, iar tăria acidă scade pe măsură ce halogenul central coboară în tabelul periodic.

Tăria acidului este determinată de electronegativitatea atomului central în raport cu atomii înconjurători din moleculă. Deoarece Cl este cel mai electronegativ, acesta atrage spre sine cea mai mare parte a electronilor din molecula HOCl; deoarece H și Cl se află la capetele opuse ale moleculei, Cl atrage electronii din legătura H-O, slăbind-o astfel. Cu cât legătura H-O este mai slabă, cu atât H+ se poate ioniza mai ușor în apă și cu atât acidul este mai puternic.

Numărul de atomi de oxigen din jurul atomului central

Considerați familia de clorooxoacizi, care sunt aranjați mai jos în ordinea valorilor pKa:

HOClO3 pKa = -8 < HOClO2 pKa = -1.0 < HOClO pKa = 1,92 < HOCl pKa = 7,53

Cel mai puternic acid este acidul percloric, în stânga, iar cel mai slab este acidul hipocloros, în extrema dreaptă. Observați că singura diferență între acești acizi este numărul de oxi-geni legați de clor. Pe măsură ce numărul de oxigeni crește, crește și puterea acidului; din nou, acest lucru are legătură cu electronegativitatea. Oxigenul este un element foarte electronegativ și, cu cât sunt mai mulți atomi de oxigen prezenți, cu atât mai mult densitatea de electroni a moleculei va fi atrasă de legătura O-H, slăbind-o și creând un acid mai puternic.

Acizi carboxilici

Acizii carboxilici sunt o subclasă importantă de oxoacizi organici, caracterizați prin prezența a cel puțin o grupare carboxil. Formula generală a unui acid carboxilic este R-COOH, unde R este o anumită grupare funcțională monovalentă. O grupare carboxil (sau carboxil) este o grupare funcțională formată dintr-un carbonil (RR’C=O) și un hidroxil (R-O-H), care are formula -C(=O)OH, scrisă de obicei ca -COOH sau -CO2H.

Acizii carboxilici sunt cel mai comun tip de acid organic. Printre cele mai simple exemple se numără acidul formic H-COOH, care apare la furnici, și acidul acetic CH3-COOH, care dă oțetului gustul său acru. Acizii cu două sau mai multe grupe carboxilice se numesc dicarboxilici, tricarboxilici etc. Cel mai simplu exemplu dicarboxilic este acidul oxalic (COOH)2, care este format doar din două grupări carboxilice legate între ele. Acidul melitic este un exemplu de acid hexacarboxilic. Alte exemple naturale importante includ acidul citric (în lămâi) și acidul tartric (în tamarine).

Sărații și esterii acizilor carboxilici se numesc carboxilați. Când o grupare carboxilică este deprotonată, se formează baza sa conjugată, un anion carboxilat. Ionii carboxilat sunt stabilizați prin rezonanță, iar această stabilitate crescută face ca acizii carboxilici să fie mai acizi decât alcoolii. Acizii carboxilici pot fi văzuți ca forme reduse sau alchilate ale acidului Lewis dioxid de carbon; în anumite circumstanțe, ei pot fi decarboxilați pentru a produce dioxid de carbon.

.