各类有机酸和无机的酸性性强弱
酸性强弱与分子结构的关系
一、含氧酸的酸性与分子结构的关系
含氧酸的分子中,原子的排列顺序是H—O—R,(有的含氧酸有配位键H—O—R→O)。含氧酸的酸性强弱主要取决于结构中的两个因素:
1.比较中心原子跟氧的化学键的极性和氢氧键的极性,如果R—O键的极性越小,对于氢氧键来说极性就越大,就越容易发生H—O键的断裂,酸性就越强。我们知道,同周期元素中,随R的电荷数的增大,半径变得越小,R—O键的极性就越小,R—O间的引力加大,含氧酸的酸性就越强。因此,Si、P、S、Cl的电荷数从4到7,而原子半径减小,所以H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4的酸性依次增强。
2.含氧酸分子中未被氢化的氧原子数越多,含氧酸的酸性就越强。因为,未被氢化的氧原子数越多,因氧的电负性大,中心原子电向未被氢化的氧原子转移,中心原子从O—H键中吸引的电子也就越多,更易离解出H+。所以,酸性HClO4> HClO3> HClO,因为HClO4分子中有三个未被氢化的氧原子,而次氯酸分子中没有未被氢化的氧原子。
二、无氧酸的酸性强度
无氧酸的酸性强度是指氢化物水溶液的酸性强度。同主族元素的氢化物水溶液的酸性自上而下增强。如酸性HF
从热力学循环计算可知无氧酸的酸性强度。无氧酸HX的离解过程分解为:
HX电离过程的总能量可表示为:
ϑϑ∆Hϑ=ΔH1+D+I+ΔHϑ2+Y+ΔH3
从以上分解可知,HX的电离程度主要与以下因素有关:
ϑΔH3。 ①离解能D;②电子亲合能Y;③阴离子水合能
在HF、HCl、HBr、HI分子中,HF分子的化学键极性最强,因此,离解能
ϑΔH3也稍D特别大,说明吸热多,虽然F原子的电子亲合能Y和F离子水合能
大,但总的热效应仍以离解能D为主,因此,HF更难电离,酸性也在同类中最弱。
在H2O与HF、H2S与HCl的比较中,由于X原子的电子亲合能和离子水合能的影响大于离解能的影响,HF的离解能虽然比H2O大,HCl的离解能也比H2S大,但因电子亲合能和离子水合能的关系,总的效应还是放热多,因此HF比H2O容易电离,HCl比H2S容易电离,所以酸性HF比H2O强、HCl比H2S强。