Tanulási cél
- Magyarázza a bináris savak szilárdságát befolyásoló periodikus trendeket.
Főbb pontok
- A bináris sav erőssége a H-X kötés erősségétől függ; minél gyengébb a kötés, annál erősebb a sav.
- A bináris savak neve “hidro-” betűvel kezdődik, amelyet a másik elem neve követ, és “-ic” végződéssel módosul.
- A bináris savak a savak két osztályának egyike; a másik az oxosavak (vagy oxisavak), amelyek hidrogénből, oxigénből és egy másik elemből állnak.
Fogalmak
- bináris savmolekuláris vegyületek, amelyekben a hidrogén egy második nem fémes elemmel egyesül
- pKaa egy sav erősségének mennyiségi mérőszáma oldatban; a gyenge sav pKa értéke vízben körülbelül a -2 és 12 közötti tartományban van, az erős sav pKa értéke pedig körülbelül -2-nél kisebb.
Saverősség és kötéserősség
A bináris savak bizonyos molekuláris vegyületek, amelyekben a hidrogén egy második nem fémes elemmel egyesül; ezek közé a savak közé tartozik a HF, a HCl, a HBr és a HI.
A HCl, a HBr és a HI mind erős savak, míg a HF gyenge sav. A sav erőssége a kísérleti pKa értékek csökkenésével nő a következő sorrendben:
HF (pKa = 3,1) < HCl (pKa = -6,0) < HBr (pKa = -9,0) < HI (pKa = -9,5).
Miért gyenge sav a HF, amikor a többi hidrohalikus sav erős? Helyesen feltételezhetnénk, hogy a fluor nagyon elektronegatív, így a H-F kötés erősen poláris, és arra számíthatunk, hogy a HF könnyen disszociál az oldatban; ez az érvelés nem téves, de az elektronegativitási érvet az ionmérettel kapcsolatos megfontolások felülírják. Emlékezzünk vissza arra a periodikus tendenciára, hogy az ionméret a periódusos rendszerben lefelé haladva növekszik. Mivel a fluor a halogének között legfelül helyezkedik el, az F-ion a legkisebb halogenid; ezért elektronjai az atommagja körül koncentrálódnak, és ennek eredményeként a H-F kötés viszonylag rövid. A rövidebb kötések stabilabbak, ezért a H-F kötést nehezebb felbontani.
Amint lefelé haladunk a klór felé, a tendencia megváltozik. A klór nagyobb és több elektronnal rendelkezik, ezért a H-Cl kötés hosszabb és gyengébb. Víz jelenlétében a víz részben negatív oxigénje és a H-Cl részben pozitív hidrogénje közötti elektrosztatikus vonzás elég erős ahhoz, hogy a H-Cl kötés megszakadjon, és az ionok oldatban disszociálnak.
Ugyanez az érvelés érvényes a HBr-re és a HI-ra is. Ezek a savak még erősebbek, mint a HCl, mert a Br- és I- ionok még nagyobbak. Így a H-Br és H-I kötések még gyengébbek, és ezek a vegyületek is könnyen disszociálnak oldatban.
Bináris savak elnevezése
A bináris savak nevei “hidro-“-val kezdődnek, amelyet a másik elem neve követ, módosítva, hogy “-ic”-re végződjön. Például a HCl neve sósav.
A bináris savak a savak két osztályának egyike, a másik az oxosavak (vagy oxisavak), amelyek hidrogénből, oxigénből és egy harmadik, gyakran nem fémes elemből állnak.
