Lärandemål
- Förklara de periodiska trender som påverkar styrkan hos binära syror.
Nyckelpunkter
- En binär syras styrka beror på H-X-bindningens styrka; ju svagare bindning, desto starkare syra.
- Namnen på binära syror börjar med ”hydro-” följt av namnet på det andra grundämnet, modifierat för att sluta med ”-ic.”
- Binära syror är en av två klasser av syror; den andra är oxosyror (eller oxosyror), som består av väte, syre och ett annat grundämne.
Termer
- binära syrormolekylära föreningar där väte kombineras med ett andra icke-metalliskt grundämne
- pKaa kvantitativt mått på styrkan hos en syra i lösning; en svag syra har ett pKa-värde i det ungefärliga intervallet -2 till 12 i vatten, och en stark syra har ett pKa-värde på mindre än cirka -2.
Syrastyrka och bindningsstyrka
Binära syror är vissa molekylära föreningar där väte kombineras med ett andra icke-metalliskt grundämne; dessa syror inkluderar HF, HCl, HBr och HI.
HCl, HBr och HI är alla starka syror, medan HF är en svag syra. Syrans styrka ökar när de experimentella pKa-värdena minskar i följande ordning:
HF (pKa = 3,1) < HCl (pKa = -6,0) < HBr (pKa = -9,0) < HI (pKa = -9,5).
Varför är HF en svag syra när resten av de halogenhaltiga syrorna är starka? Man kan korrekt anta att fluor är mycket elektronegativt, så H-F-bindningen är mycket polär och vi kan förvänta oss att HF lätt dissocieras i lösning; detta resonemang är inte fel, men elektronegativitetsargumentet överträffas av överväganden om jonstorlek. Minns den periodiska trenden att jonstorleken ökar när vi rör oss nedåt i det periodiska systemet. Eftersom fluor befinner sig högst upp bland halogenerna är F-jonen den minsta halogeniden; därför är dess elektroner koncentrerade kring dess kärna, och som ett resultat av detta är H-F-bindningen relativt kort. Kortare bindningar är stabilare, och därför är H-F-bindningen svårare att bryta.
När vi går ner till klor ändras dock trenden. Klor är större och har fler elektroner, och därför är H-Cl-bindningen längre och svagare. I närvaro av vatten är de elektrostatiska attraktionerna mellan vattnets delvis negativa syre och det delvis positiva väte på H-Cl tillräckligt starka för att bryta H-Cl-bindningen, och jonerna dissocieras i lösningen.
Samma resonemang gäller för både HBr och HI. Dessa syror är ännu starkare än HCl eftersom Br- och I-jonerna är ännu större. Därmed är H-Br- och H-I-bindningarna ännu svagare, och dessa föreningar dissocieras också lätt i lösning.
Namn på binära syror
Namnen på binära syror börjar med ”hydro-” följt av namnet på det andra grundämnet, modifierat för att sluta med ”-ic”. Till exempel heter HCl saltsyra.
Binära syror är en av två klasser av syror, den andra är oxosyror (eller oxosyror), som består av väte, syre och ett tredje grundämne, som ofta är en icke-metall.
