Oppimistavoite
- Erittele binäärihappojen vahvuuteen vaikuttavia jaksollisia suuntauksia.
Kärkikohdat
- Kaksoishapon vahvuus riippuu H-X-sidoksen vahvuudesta; mitä heikompi sidos, sitä vahvempi happo.
- Binääristen happojen nimet alkavat ”hydro-”-merkillä, jota seuraa toisen alkuaineen nimi, jota muutetaan päättymään ”-ic”-merkkiin.
- Binääriset hapot ovat yksi kahdesta happojen luokasta; toinen ovat oksohapot (tai oksihapot), jotka koostuvat vedystä, hapesta ja jostakin muusta alkuaineesta.
Termit
- binääriset hapotmolekyyliset yhdisteet, joissa vety on yhdistetty toisen ei-metallisen alkuaineen kanssa
- pKaa kvantitatiivinen mittari hapon voimakkuudelle liuoksessa; heikon hapon pKa-arvo on vedessä likimäärin välillä -2-12, ja vahvan hapon pKa-arvo on alle noin -2.
Hapon vahvuus ja sidoslujuus
Binääriset hapot ovat tiettyjä molekyyliyhdisteitä, joissa vety on yhdistetty toisen ei-metallisen alkuaineen kanssa; näitä happoja ovat HF, HCl, HBr ja HI.
HCl, HBr ja HI ovat kaikki vahvoja happoja, kun taas HF on heikko happo. Hapon vahvuus kasvaa kokeellisten pKa-arvojen pienentyessä seuraavassa järjestyksessä:
HF (pKa = 3,1) < HCl (pKa = -6,0) < HBr (pKa = -9,0) < HI (pKa = -9,5).
Miksi HF on heikko happo, kun muut halogeenihapot ovat vahvoja? Voidaan oikein olettaa, että fluori on hyvin elektronegatiivinen, joten H-F-sidos on erittäin polaarinen ja voimme odottaa HF:n dissosioituvan helposti liuoksessa; tämä päättely ei ole väärä, mutta elektronegatiivisuusargumentti kumoutuu ionikokoa koskevien näkökohtien vuoksi. Muistakaamme jaksollinen suuntaus, jonka mukaan ionien koko kasvaa jaksollisessa järjestelmässä alaspäin mentäessä. Koska fluori on halogeenien kärjessä, F-ioni on pienin halogenidi; siksi sen elektronit ovat keskittyneet sen ytimen ympärille, ja sen seurauksena H-F-sidos on suhteellisen lyhyt. Lyhyemmät sidokset ovat vakaampia, ja siksi H-F-sidosta on vaikeampi rikkoa.
Kun siirrymme alaspäin klooriin, suuntaus kuitenkin muuttuu. Kloori on suurempi ja sillä on enemmän elektroneja, ja siksi H-Cl-sidos on pidempi ja heikompi. Veden läsnä ollessa veden osittain negatiivisen hapen ja H-Cl:n osittain positiivisen vedyn välinen sähköstaattinen vetovoima on riittävän voimakas rikkomaan H-Cl-sidoksen, ja ionit dissosioituvat liuoksessa.
Sama päättely pätee sekä HBr:ään että HI:hen. Nämä hapot ovat vielä vahvempia kuin HCl, koska Br- ja I-ionit ovat vielä suurempia. Näin ollen H-Br- ja H-I-sidokset ovat vielä heikompia, ja myös nämä yhdisteet dissosioituvat helposti liuoksessa.
Kaksoishappojen nimeäminen
Kaksoishappojen nimet alkavat kirjaimella ”hydro-”, jota seuraa toisen alkuaineen nimi, jota muutetaan päättymään kirjaimeen ”-ic”. Esimerkiksi HCl:n nimi on suolahappo.
Binääriset hapot ovat yksi kahdesta happojen luokasta, joista toinen on oksohapot (tai oksyhapot), jotka koostuvat vedystä, hapesta ja kolmannesta alkuaineesta, joka on usein epämetalli.
