Оксикислота - Oxyacid
 | Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Март 2016 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
An оксикислота, оксокислота, или же тройная кислота является кислота который содержит кислород. В частности, это соединение, которое содержит водород, кислород и по крайней мере еще один элемент, по крайней мере с одним водород связь атома с кислородом, который может диссоциировать с образованием ЧАС+ катион и анион кислоты.[1]
Описание
Под Оригинальная теория Лавуазье, все кислоты содержали кислород, который получил название от греческого ξύς (оксис: кислота, острый) и корень -γενής (-genes: creator). Позже было обнаружено, что некоторые кислоты, особенно соляная кислота, не содержали кислорода, поэтому кислоты были разделены на оксикислоты, и эти новые гидрокислоты.
Все оксикислоты имеют кислый водород, связанный с атомом кислорода, поэтому сила связи (длина) не имеет значения, как в случае с бинарными гидридами неметаллов. Скорее, электроотрицательность центрального атома (X) и количество атомов O определяют кислотность кислородной кислоты. С одним и тем же центральным атомом X сила кислоты увеличивается по мере увеличения числа атомов кислорода, присоединенных к X. При том же количестве атомов кислорода вокруг E сила кислоты увеличивается с увеличением электроотрицательности X.
По сравнению с солью их депротонированных форм, оксианионы, оксикислоты, как правило, менее стабильны, и многие из них существуют только формально как гипотетические виды или существуют только в растворе и не могут быть выделены в чистом виде. Для этого есть несколько общих причин: (1) они могут конденсироваться с образованием олигомеры (например, H2CrO4 к H2Cr2О7) или полностью обезвоживают с образованием ангидрида (например, H2CO3 в CO2), (2) они могут диспропорционировать с одним соединением с более высокой степенью окисления, а другим с более низкой степенью окисления (например, HClO2 в HClO и HClO3), или (3) они могут существовать почти полностью как другой, более стабильный таутомерный форма (например, фосфористая кислота P (OH)3 существует почти полностью как фосфоновая кислота HP (= O) (OH)2). Тем не менее, хлорная кислота (HClO4), серная кислота (H2ТАК4) и азотной кислоты (HNO3) представляют собой несколько распространенных оксикислот, которые относительно легко получить в виде чистых веществ.
Имидные кислоты создаются заменой = O на = NR в оксикислоте.[2]
Характеристики
Молекула оксикислоты содержит структуру X − O − H, где другие атомы или группы атомов могут быть связаны с центральным атомом X. решение, такая молекула может быть диссоциирована на ионы двумя разными способами:
- Х-О-Н ⇄ (Х-О)− + H+
- X − O − H ⇄ X+ + ОН−[3]
Если центральный атом X сильно электроотрицательный, то он сильно привлекает электроны атома кислорода. В этом случае связь между атомом кислорода и водорода является слабой, и соединение легко ионизируется так же, как первое из двух. химические уравнения над. В этом случае соединение XOH является кислотой, потому что оно выделяет протон, то есть ион водорода. Например, азот, сера и хлор являются сильно электроотрицательными элементами, поэтому азотная кислота, серная кислота, и хлорная кислота, сильные кислоты.
Если, однако, электроотрицательность X низкая, то соединение диссоциирует на ионы в соответствии с последним химическим уравнением, и XOH представляет собой щелочной гидроксид. Примеры таких соединений: едкий натр NaOH и гидроксид кальция Са (ОН)2.[3] Однако из-за высокой электроотрицательности кислорода большинство обычных оксооснований, таких как гидроксид натрия, хотя и сильно основаны в воде, являются лишь умеренно основными по сравнению с другими основаниями. Например, pKa конъюгированной кислоты едкий натр, воды, составляет 15,7, а амид натрия, аммиак, ближе к 40, что делает гидроксид натрия гораздо более слабым основанием, чем амид натрия.[3]
Если электроотрицательность X находится где-то посередине, соединение может быть амфотерный, и в этом случае он может диссоциировать на ионы обоими способами, в первом случае при взаимодействии с базы, а в последнем случае при реакции с кислотами. Примеры этого включают алифатические спирты, Такие как этиловый спирт.[3]
Неорганические оксикислоты обычно имеют химическую формулу типа Н.мXOп, где X - атом, выполняющий функции центральный атом, тогда как параметры м и п зависит от степень окисления элемента X. В большинстве случаев элемент Икс это неметалл, но, некоторые металлы, Например хром и марганец, могут образовывать оксикислоты, когда находятся на самом высоком уровне степени окисления.[3]
Когда оксикислоты нагреваются, многие из них диссоциируют на воду и ангидрид кислоты. В большинстве случаев такие ангидриды оксиды неметаллов. Например, углекислый газ, CO2, является ангидридом угольная кислота, H2CO3, и триоксид серы, ТАК3, ангидрид серная кислота, H2ТАК4. Эти ангидриды быстро реагируют с водой и снова образуют оксикислоты.[4]
Много органические кислоты, подобно карбоновые кислоты и фенолы, являются оксикислоты.[3] Однако их молекулярная структура намного сложнее, чем у неорганических оксикислот.
Наиболее часто встречающиеся кислоты - это оксикислоты.[3] Действительно, в 18 веке Лавуазье Предполагается, что все кислоты содержат кислород и что кислород вызывает их кислотность. Из-за этого он дал этому элементу имя, оксигениум, происходит от Греческий и смысл производитель кислоты, который все еще в более или менее измененной форме используется в большинстве языков.[5] Позже, однако, Хэмфри Дэви показал, что так называемые соляная кислота не содержал кислорода, несмотря на то, что он был сильной кислотой; вместо этого это решение хлористый водород, HCl.[6] Такие кислоты, не содержащие кислород, в настоящее время известны как соляные кислоты.
Названия неорганических оксикислот
Многие неорганические оксикислоты традиционно называются названиями, оканчивающимися на слово кислота и которые также содержат, в несколько измененной форме, название элемента, который они содержат помимо водорода и кислорода. Хорошо известными примерами таких кислот являются серная кислота, азотная кислота и фосфорная кислота.
Эта практика полностью устоялась, и ИЮПАК принял такие имена. В свете текущего химическая номенклатура, эта практика, однако, является исключительной, потому что систематические названия всех других соединений образуются только в соответствии с тем, какие элементы они содержат и какова их молекулярная структура, а не в соответствии с другими свойствами (например, кислотность ) у них есть.[7]
ИЮПАК, однако, не рекомендует называть будущие соединения, которые еще не открыты, названиями, оканчивающимися на слово кислота.[7] Действительно, кислоты можно назвать именами, образованными добавлением слова водород перед соответствующим анион; например, серную кислоту с таким же успехом можно назвать гидросульфат (или же дигидросульфат).[8] Фактически, полное систематическое название серной кислоты, согласно правилам ИЮПАК, было бы дигидроксидодиоксидосера и сульфат-иона, тетраоксидосульфат (2-),[9] Однако такие имена почти не используются.
Однако один и тот же элемент может образовывать более одной кислоты при соединении с водородом и кислородом. В таких случаях английский практика различать такие кислоты заключается в использовании суффикса -IC в названии элемента в названии кислоты, содержащей большее количество атомов кислорода, и суффикс -ous в названии элемента в названии кислоты, содержащей меньше атомов кислорода. Так, например, серная кислота это H2ТАК4, и сернистая кислота, H2ТАК3. Аналогично, азотная кислота HNO3, и азотистая кислота, HNO2. Если существует более двух оксикислот, имеющих тот же элемент, что и центральный атом, то в некоторых случаях кислоты выделяются добавлением префикса за- или же гипо- к их именам. Префикс за-, однако, используется только тогда, когда центральный атом является галоген или группа 7 элемент.[8] Например, хлор имеет четыре следующие оксикислоты:
- хлорноватистая кислота HClO
- хлористая кислота HClO2
- хлорная кислота HClO3
- хлорная кислота HClO4
Суффикс -ite встречается в названиях анионов и солей, производных от кислот, названия которых заканчиваются на суффикс -ous. С другой стороны, суффикс -съел встречается в названиях анионов и солей, производных от кислот, названия которых заканчиваются на суффикс -IC. Префиксы гипо- и за- происходят от имени анионов и солей; например ион ClO−
4 называется перхлорат.[8]
В некоторых случаях префиксы орто- и пара- встречаются в названиях некоторых оксикислот и их производных анионов. В таких случаях пара- кислота - это то, что можно считать оставшимся от орто- кислота, если воды молекула отделена от орто- молекула кислоты. Например, фосфорная кислота, H3PO4, иногда называли ортофосфорная кислота, чтобы отличить его от метафосфорная кислота, HPO3.[8] Однако, по мнению ИЮПАК текущие правила, префикс орто- следует использовать только в названиях ортотеллуровая кислота и ортопериодная кислота, и их соответствующие анионы и соли.[10]
Примеры
В следующей таблице формула и название аниона относятся к тому, что остается от кислоты при ее потере. все его атомы водорода в виде протонов. Однако многие из этих кислот полипротический, и в таких случаях также существует один или несколько промежуточных анионов. В названии таких анионов используется приставка водород (в старой номенклатуре би-) добавляется с цифровые префиксы если нужно. Например, ТАК2−
4 это сульфат анион и HSO−
4, то гидросульфат (или бисульфатный) анион. По аналогии, PO3−
4 является фосфат, HPO2−
4 гидрофосфат, и ЧАС
2PO−
4 дигидрофосфат.
Источники
- Кивинен, Антти; Мякитие, Осмо (1988). Кемия (на финском). Хельсинки, Финляндия: Отава. ISBN 951-1-10136-6.
- Номенклатура неорганических соединений, Рекомендации ИЮПАК 2005 г. (Красная книга 2005 г.). Международный союз теоретической и прикладной химии. 2005 г. ISBN 0-85404-438-8.[мертвая ссылка ]
- Отаван суури энциклопедия, том 2 (Сид-Харви) (на финском). Хельсинки, Финляндия: Отава. 1977 г. ISBN 951-1-04170-3.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Химия, Международный союз теоретических и прикладных наук. Сборник химической терминологии ИЮПАК. iupac.org. ИЮПАК. Дои:10.1351 / goldbook.O04374.
- ^ Химия, Международный союз теоретических и прикладных наук. Сборник химической терминологии ИЮПАК. iupac.org. ИЮПАК. Дои:10.1351 / goldbook.I02949.
- ^ а б c d е ж грамм Кивинен, Мякитие: Кемия, стр. 202-203, глава = Happihapot
- ^ «Хапот». Отаван изо Фокус, Часть 2 (Эль-Ио). Отава. 1973. с. 990. ISBN 951-1-00272-4.
- ^ Отаван суури Энсиклопедия, с. 1606, арт. Хаппи
- ^ Отаван суури Энсиклопедия, с. 1605, арт. Hapot ja emäxet
- ^ а б Красная книга 2005, с. 124, глава IR-8: Неорганические кислоты и производные
- ^ а б c d е Кивинен, Мякитие: Кемия, стр. 459-461, глава Kemian nimistö: Hapot
- ^ а б Красная книга 2005, стр. 129-132, стол ИР-8-1
- ^ а б c d Красная книга 2005, стр. 132, примечание а
- ^ Энциклопедия электрохимических источников энергии. Гарче, Юрген., Дайер, Крис К. Амстердам: Academic Press. 2009. с. 854. ISBN 978-0444527455. OCLC 656362152.CS1 maint: другие (связь)
внешняя ссылка
- Определение оксокислоты по ИЮПАК (от Золотая книга)