Objetivo de aprendizaje
- Explicar las tendencias periódicas que afectan a la fuerza de los ácidos binarios.
Puntos clave
- La fuerza de un ácido binario depende de la fuerza del enlace H-X; cuanto más débil sea el enlace, más fuerte será el ácido.
- Los nombres de los ácidos binarios comienzan con «hydro-» seguido del nombre del otro elemento, modificado para terminar con «-ic.»
- Los ácidos binarios son una de las dos clases de ácidos; la segunda son los oxoácidos (u oxiácidos), que consisten en hidrógeno, oxígeno y otro elemento.
Términos
- Ácido binariocompuestos moleculares en los que el hidrógeno se combina con un segundo elemento no metálico
- pKaa medida cuantitativa de la fuerza de un ácido en solución; un ácido débil tiene un valor pKa en el rango aproximado de -2 a 12 en agua, y un ácido fuerte tiene un valor pKa de menos de aproximadamente -2.
Fuerza del ácido y fuerza de enlace
Los ácidos binarios son ciertos compuestos moleculares en los que el hidrógeno se combina con un segundo elemento no metálico; estos ácidos incluyen el HF, el HCl, el HBr y el HI.
El HCl, el HBr y el HI son todos ácidos fuertes, mientras que el HF es un ácido débil. La fuerza del ácido aumenta a medida que los valores experimentales de pKa disminuyen en el siguiente orden:
HF (pKa = 3,1) < HCl (pKa = -6,0) < HBr (pKa = -9,0) < HI (pKa = -9,5).
¿Por qué el HF es un ácido débil, cuando el resto de los ácidos hidrohalicos son fuertes? Uno podría asumir correctamente que el flúor es muy electronegativo, por lo que el enlace H-F es altamente polar y podemos esperar que el HF se disocie fácilmente en solución; este razonamiento no es erróneo, pero el argumento de la electronegatividad es superado por consideraciones de tamaño iónico. Recordemos la tendencia periódica de que el tamaño iónico aumenta a medida que descendemos en la tabla periódica. Como el flúor está en la cima de los halógenos, el ion F es el haluro más pequeño; por lo tanto, sus electrones se concentran alrededor de su núcleo y, como resultado, el enlace H-F es relativamente corto. Los enlaces más cortos son más estables, y por lo tanto el enlace H-F es más difícil de romper.
Sin embargo, una vez que bajamos al cloro, la tendencia cambia. El cloro es más grande y tiene más electrones, por lo que el enlace H-Cl es más largo y débil. En presencia de agua, la atracción electrostática entre el oxígeno parcialmente negativo del agua y el hidrógeno parcialmente positivo del H-Cl es lo suficientemente fuerte como para romper el enlace H-Cl, y los iones se disocian en la solución.
El mismo razonamiento se aplica para el HBr y el HI. Estos ácidos son aún más fuertes que el HCl porque los iones Br- e I- son aún más grandes. Como tal, los enlaces H-Br y H-I son aún más débiles, y estos compuestos también se disocian fácilmente en solución.
Nombre de los ácidos binarios
Los nombres de los ácidos binarios comienzan con «hydro-» seguido del nombre del otro elemento, modificado para terminar con «-ic». Por ejemplo, el HCl se denomina ácido clorhídrico.
Los ácidos binarios son una de las dos clases de ácidos, siendo la segunda los oxoácidos (u oxiácidos), que están formados por hidrógeno, oxígeno y un tercer elemento, que suele ser un no metal.
