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为什么“电负性最大”的氟,反而让氢氟酸成了弱酸?

来源:未知作者:化学自习室 点击: 次 所属专题: 氢氟酸

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一、先看酸性强弱看什么 高中化学中,酸的酸性强弱,在水溶液里主要看它电离出 H⁺ 的难易程度。盐酸是 HCl 的水溶液,HCl 是强电解质,在水中几乎完全电离:HCl=H + +Cl - 而氢氟酸是 H

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一、先看酸性强弱看什么

高中化学中,酸的酸性强弱,在水溶液里主要看它电离出 H⁺ 的难易程度。盐酸是 HCl 的水溶液,HCl 是强电解质,在水中几乎完全电离:HCl=H++Cl-

而氢氟酸是 HF 的水溶液,HF 是弱电解质,只能部分电离,存在电离平衡:

HF⇌H++F-

所以盐酸的酸性比氢氟酸强,本质上是 HCl 比 HF 更容易电离出 H⁺。

二、主要原因:H—F 键能很大,H—Cl 键能较小

F、Cl 同属第ⅦA族,从上到下原子半径增大。对氢卤酸 H—X来说,一般情况下,X 原子半径越大,H—X 键越长,键能越小,越容易断裂电离出 H⁺。因此氢卤酸酸性顺序为:

HF 中 H—F 键很短,键能很大,约 568 kJ·mol⁻¹;HCl 中 H—Cl 键能约 431 kJ·mol⁻¹。H—F 键比 H—Cl 键牢固得多,所以 HF 更难电离。虽然 F 的电负性最大,H—F 键极性很强,但酸性强弱不能只看键的极性,还要看断键难易和电离平衡。H—F 键“太结实”,是 HF 为弱酸的主要原因。

三、F⁻ 半径小,也容易把 H⁺ “拉回去”

HF 电离后生成 F⁻。F⁻ 半径很小,电荷密度高,对 H⁺ 的吸引能力强,容易与 H⁺ 结合重新生成 HF,使平衡HF⇌H++F-偏向左侧。相比之下,Cl⁻ 半径较大,电荷密度较小,对 H⁺ 的吸引较弱;同时 H—Cl 键又较易断裂,所以 HCl 在水中能完全电离。此外,HF 分子间还能形成氢键,使 HF 具有一些特殊性,但高中阶段解释其酸性弱,主要抓住 H—F 键能大和 F⁻ 与 H⁺ 结合强这两点

四、典例:

答案:D。

五、结论

盐酸酸性比氢氟酸强,不是因为 F 的电负性小,恰恰相反,F 的电负性最大。关键在于:酸性强弱取决于电离出 H⁺ 的难易。HF 中 H—F 键能过大,难以断裂;F⁻ 半径小、电荷密度高,又容易与 H⁺ 结合;HF 还存在分子间氢键。这些因素使 HF 的电离平衡强烈偏向分子一方。HCl 中 H—Cl 键能较小,Cl⁻ 对 H⁺ 的吸引较弱,因此 HCl 在水中完全电离,表现为强酸。由此也可记住氢卤酸酸性递变规律:

所以,不能简单认为“电负性越大,酸性越强”;判断酸性要综合键能、离子结合和电离平衡来分析。

(责任编辑:化学自习室)
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