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判断无氧酸(氢化物酸,如HCl、H2S、HI 等)的酸性强弱,核心依据是氢化物分子中H-x 键的断裂难易程度 以及 生成的阴离子(酸根)的稳定性,具体可以从以下几个维度分析:
1.同主族元素的无氧酸:
从上到下,酸性逐渐增强对于同主族非金属元素形成的无氧酸(如卤族的HF、HCl、HBr、HI;氧族的H2O、H2S、H2Se 等),酸性强弱的规律是随非金属元素原子序数增大而增强。
本质原因:同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,H-x 键的键长变长、键能减小,化学键更容易断裂,氢离子H+更易电离;同时,生成的阴离子X-半径越大,负电荷越分散,稳定性越高,进一步促进H+电离。
举例:卤族无氧酸酸性顺序为 HI >HBr> HCl > HF。 其中HF 是弱酸(H-F 键能大,且分子间存在氢键,抑制电离),而HCl、HBr、HI 均为强酸,且酸性依次增强。
2.同周期元素的无氧酸:
从左到右,酸性逐渐增强对于同周期非金属元素形成的无氧酸(如第三周期的PH3、H2S、HCl),酸性强弱的规律是随非金属性增强而增强。
本质原因:同周期元素从左到右,原子半径减小,非金属性增强,与氢结合的H-X 键极性增强;同时,生成的阴离子Xn-的电负性更大,对负电荷的吸引能力更强,阴离子更稳定,利于H+电离。
举例:第三周期无氧酸酸性顺序为 HCl > H2S > PH3。PH3水溶液呈弱碱性,H2S 是弱酸,HCl 是强酸。
3.特殊情况:
氢键对无氧酸酸性的影响部分无氧酸的酸性会受分子间氢键的干扰,最典型的就是HF。 -HF 分子间存在强烈的氢键,会形成缔合分子(HF)n,使得H-F 键难以断裂,因此HF 在水溶液中电离程度小,是弱酸; - 而浓度极高的HF 溶液中,氢键会形成H2F+离子,酸性会显著增强(属于特殊情况,中学阶段一般不要求)。
4.多元无氧酸的酸性:
分步电离,酸性依次减弱对于多元无氧酸(如H2S、H2Se),其电离是分步进行的,且第一步电离远强于第二步电离。
以H2S 为例: 第一步:H2S=H++ HS-(电离程度较大)
第二步:HS-=H++ S2-(电离程度极小)因此H2S 的酸性主要由第一步电离决定,且多元无氧酸的酸性随电离步数增加而减弱。
总结:无氧酸酸性判断口诀
同主族,下强上弱(原子半径大,键易断);
同周期,右强左弱(非金属性强,阴离子稳);
多元酸,第一步电离主导酸性。
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