化学自习室


学习小专题

数据词典

元素手册

元素周期表

假期高中化学辅导课程:

国家中小学课程资源高中化学在线课堂实录,涵盖必修第一册、必修第二册、选择性必修一、选择性必修二等课程模块,由名师分课时讲解,与课堂教学同步,可作为化学学习的先修课或复习巩固课。

学习方式:先预习课本,再观看课程视频,再结合学习同步资料如《步步高》中导学案或学习笔记巩固知识点,最后再结合课时作业进一步提高。

学习说明:点击图片即可直达。

无机酸酸性强弱比较

来源:未知作者:赵双燕 点击:所属专题: 含氧酸 无氧酸 酸性

版权申明:凡是署名为“化学自习室”,意味着未能联系到原作者,请原作者看到后与我联系(邮箱:79248376@qq.com)!

一、含氧酸酸性强弱变化规律 若用通式HxROy表示含氧酸,则其酸性强弱与R元素的非金属性及其原子的半径有关。R元素的非金属性越强,则其原子核对核外共用电子对的吸引力越强,R-O 间的共用电子对越偏向R原子的一方;R元素原子的半径越小,则R-O间的共用电子对也越偏向R原

网站温馨提示,请您保护好眼睛!双击图片可放大! 【视力保护色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青(默认色) 灰 银河白 字体:

一、含氧酸酸性强弱变化规律

若用通式HxROy表示含氧酸,则其酸性强弱与R元素的非金属性及其原子的半径有关。R元素的非金属性越强,则其原子核对核外共用电子对的吸引力越强,R-O 间的共用电子对越偏向R原子的一方;R元素原子的半径越小,则R-O间的共用电子对也越偏向R原子一方,致使O-H间的共用电子对偏向氧原子,则氢氧原子间极化程度增大。在水分子的作用下氢原子能很容易电离成氢离子,即显现酸性,具体归纳为如下三点规律。

1. 同一周期非金属元素含氧酸从左到右酸性逐渐增强

因为同一周期中,从左到右R元素的非金属性逐渐增强,吸引电子对的能力增强,而R元素的原子半径逐渐减小,也即R-O间的电子对偏向R一方的程度增大。含氧酸分子中的氢原子的极化程度增大。键在水分子的作用下电离程度增大。即同一周期酸性逐步增强。

 如:第2周期含氧酸酸性变化规律为:H2CO<HNO3

第3周期含氧酸酸性变化规律为:H3PO4< H2SO4< HClO4

2. 同一主族元素从上到下含氧酸的酸性逐渐减弱

因为同一主族元素从上到下,R元素的非金属性逐渐减弱,R元素的原子半径从上到下逐渐增大,R原子吸引电子对的能力逐渐减弱。键的极化程度逐渐减弱。则从上到下含氧酸的酸性逐渐减弱。

如:第VA族元素的含氧酸的酸性递变规律为:HNO3>H3PO4>H3AsO4>H3SbO4

第VIIA族元素的含氧酸的酸性递变规律为:HClO4> HBrO4 > HIO4

3. 同一元素不同价态的含氧酸酸性高价强于低价

如:HNO2< HNO3;H2SO3< H2SO4;HClO < HClO3< HClO4

因为卤原子的价态由+7价降到+1价,卤原子随价态的降低原子核的正电性减弱,原子核对电子吸引能力逐渐减弱,而半径却因电子偏移程度减小而逐渐增大。两方面的原因都促使卤原子的含氧酸中O-H键的极化程度逐渐减小。从而不同价态的含氧酸的酸性随价态由高到低而逐渐减弱。

但磷的含氧酸例外,如:磷的含氧酸的酸性强弱变化规律为:酸性随磷原子价态的升高而减弱。其原因在于磷酸是多元酸,结构与一般的含氧酸不同,一般的含氧酸氢原子都是直接与氧原子相连,而磷的含氧酸中部分氢原子是直接与磷原子相连。从H3PO2到H3PO4与P直接相连的氢原子数目逐渐减少,而与P直接相连的-OH数目逐渐增多。由于氧原子的电子云密度较大,从而导致H3PO2到H3PO4分子中P的正电性减弱。对-OH键的诱导作用减小,-OH键的极化程度减小,因此磷的含氧酸的价态高酸性反而弱。

 

二、无氧酸的酸性强弱变化规律

若用通式R-H表示无氧酸,则其酸性的强弱主要取决于R对H的束缚力强弱。如果R原子电子云密度大,对氢原子的束缚力强,则其酸性弱。如果R原子的电子云密度小,对氢原子的束缚力弱,则其酸性就强。而R原子的电子云密度与其价态数成正比,与其原子半径成反比。具体归纳如下两点:

1. 同周期元素从左到右无氧酸酸性逐渐增强

因为同一周期元素的无氧酸中R原子的价态数从左到右逐渐减小,R原子半径也逐渐减小。但两者比较,价态数影响要比半径变化所起的作用大,因而对氢原子的束缚力逐渐减小,相应的酸性依次增强。如:第2、3周期的无氧酸的变化规律为:

CH4< NH3< H2O; PH3< H2S < HCl

2. 同主族元素的无氧酸酸性从上到下逐渐增强

 因为这些无氧酸中,与氢原子相连的非金属元素原子价态数相等,而原子半径从上到下逐渐增大,则非金属元素原子对氢原子的束缚力逐渐减小。因而同一主族非金属元素的无氧酸酸性从上到下逐渐增强。

如:HF <HCl < HBr < HI

总之,把无机酸分为含氧酸、无氧酸,从分子内部的作用力,能更好地解释无机酸的强弱变化规律,为学好无机酸强弱变化规律起到高屋建瓴的作用。

 

阅读材料

酸碱中和反应的实质是质子的传递反应。超酸是指酸性比普通无机酸强106~1010倍的酸。魔酸(HSO3F-SbF5)应当称魔术酸比较合适(magic acid),用聚四氟乙烯制的容器盛放,一般讲超强酸是指比100%的硫酸酸性更强的酸。是已知最强的超酸,许多物质(如H2SO4)在魔酸中可获得质子(即质子化)。

魔酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。比如氢氟酸和五氟化锑按1 :0.3(摩尔比)混合时,它的酸性是浓硫酸的1亿倍;按1 :1混合时,它的酸性是浓硫酸的10亿倍。能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。

SbF5和HF以0.2:1的摩尔比混合时酸度以达到100%硫酸的10^9倍以上,随着SbF5的比例增加酸度还能增强。

说起超强酸的发现,还有一段故事呢!十多年前,一个圣诞节的前夕,在美国加利福尼亚大学的实验室里,奥莱教授和他的学生正在紧张地做着实验。一个学生好奇地把一段蜡烛伸进一种无机溶液里。奇迹发生了——性质稳定的蜡烛竟然被溶解了!蜡烛的主要成分是饱和烃,通常它是不会与强酸、强碱甚至氧化物作用的。但这个学生却在无意中用这种1∶1的SbF3·HSO3F的无机溶液溶解了它。奥莱教授对此非常惊愕,连连称奇。他把这种溶液称为“魔酸”,也就是后来所说的超强酸。超强酸不但能溶解蜡烛,而且能使烷烃、烯烃等发生一系列化学变化,这是普通酸难以做到的。例如,正丁烷在超强酸的作用下,可以发生C—H键的断裂,生成氢气;发生C—C键的断裂,生成甲烷;还可以发生异构化反应生成异丁烷。在奥莱教授和他的学生这一发现的启示下,迄今为止,科学家们已经找到多种液态和固态的超强酸。液态的有HF·SbF5、TaF5·HSO3F 等。固态的有SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO2·Al2O3 等,它们都有类似于SbF5·HSO3F的性质。

(责任编辑:)
用手机微信扫描以下二维码,可浏览、收藏、分享;若对您学习有帮助,请点击打赏图标,扫描二维码,赞助本站。
------分隔线----------------------------
数据统计中,请稍等!
------分隔线----------------------------
相关文章
说点什么吧
  • 全部评论(0
    还没有评论,快来抢沙发吧!
栏目列表
微信公众平台二维码
二维码图片
欢迎订阅网站动态,手机扫一扫就可以。
化学自习室APP下载二维码
化学自习室APP
欢迎使用化学自习室APP,扫码就可下载。
推荐内容
公益广告