酸 ( 二 )
酸性強度的判別
除了透過計算 pH 值來衝量不同酸的強度外,透過觀察以下的性質也可以判別出不同類別的酸的強度:
1. 電負性 :在同一 元素周期 下其 共軛鹼 的負電性愈高,它的酸度就愈高。
2. 原子半徑 :原子半徑增加,其酸度也會增加。以 氫氯酸 及 氫碘酸 為例,兩者均是強酸,在水中均會電離出 100% 的相應離子。但是氫碘酸的酸度比氫氯酸要強,這是因為碘的原子半徑遠大於氯的原子半徑。帶有負電荷的碘陰離子擁有較離散的電子雲,因此與質子 (H + ) 的吸力較弱,因此,氫碘酸電離(去質子化)的速度更快。
3. 電荷 :電離後的物質愈帶有正電荷,就愈高酸度。因此中性離子較陰離子容易放出質子,陽離子也比起其他分子均具有更高酸度。
常見強酸
( 從最強到最弱 )
· 高氯酸 HClO 4
· 氫碘酸 HI
· 氫溴酸 HBr
· 氫氯酸 HCl
· 硫酸 H 2 SO 4 ( K a1 / 只限於第一酸度繫數 )
· 硝酸 HNO 3
· 水合氫離子 H 3 O + 或 H + 。為方便起見,通常會以 H + 取代 H 3 O + 。但要注意的是,單獨而孤立的質子在帶有極性的水中不可能存在,而是常與水分子的其中一對 孤偶電子對 結合。這使在水合氫離子中的氧的 形式電荷 為 +1 。
· 一些化學家將 氯酸 (HClO 3 ) , 溴酸 (HBrO 3 ) , 高溴酸 (HBrO 4 ) , 碘酸 (HIO 3 ) ,和 高碘酸 (HIO 4 ) 也列為強酸,但是沒有被公認。
超強酸
主條目: 超強酸
超強酸通常指酸性比純硫酸更強的酸。簡單的超強酸包括 三氟甲磺酸 ( CF 3 SO 3 H )和 氟磺酸 ( FSO 3 H ),它們的酸性都是硫酸的上千倍。在更多的情況下,超強酸不是單一純淨物而是幾種化合物的混合物。
超強酸這一術語由詹姆斯·布萊恩特·科南特( James Bryant Conant )於 1927 年提出。 喬治·安德魯·歐拉 因其在 碳正離子 和超強酸方面的研究獲得 1994 年諾貝爾化學獎。
常見的超強酸(從最強到最弱):
· 氟銻酸 HFSbF 5
· 魔酸 FSO 3 HSbF 5
· 碳硼烷酸 H(CHB 11 Cl 11 )
· 氟磺酸 FSO 3 H
· 三氟甲磺酸 CF 3 SO 3 H