酸性强弱与分子结构的关系

酸性强弱与分子结构的关系一、含氧酸的酸性与分子结构的关系含氧酸的分子中，原子的排列顺序是H—O—R，（有的含氧酸有配位键H—O—R→O）。含氧酸的酸性强弱主要取决于结构中的两个因素：1．比较中心原子跟氧的化学键的极性和氢氧键的极性，如果R—O键的极性越小，对于氢氧键来说极性就越大，就越容易发生H—O键的断裂，酸性就越强。我们知道，同周期元素中，随R的电荷数的增大，半径变得越小，R—O键的极性就越小，R—O间的引力加大，含氧酸的酸性就越强。因此，Si、P、S、Cl的电荷数从4到7，而原子半径减小，所以H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4的酸性依次增强。2．含氧酸分子中未被氢化的氧原子数越多，含氧酸的酸性就越强。因为，未被氢化的氧原子数越多，因氧的电负性大，中心原子电向未被氢化的氧原子转移，中心原子从O—H键中吸引的电子也就越多，更易离解出H+。所以，酸性HClO4HClO3HClO，因为HClO4分子中有三个未被氢化的氧原子，而次氯酸分子中没有未被氢化的氧原子。二、无氧酸的酸性强度无氧酸的酸性强度是指氢化物水溶液的酸性强度。同主族元素的氢化物水溶液的酸性自上而下增强。如酸性HFHClHBrHI，H2OH2SH2SeH2Te。同主族自左至右酸性增强，如H2OHF，H2SHCl。那么又该如何理解？从热力学循环计算可知无氧酸的酸性强度。无氧酸HX的离解过程分解为：HX电离过程的总能量可表示为：321ΔHYΔHIDΔHH从以上分解可知，HX的电离程度主要与以下因素有关：①离解能D；②电子亲合能Y；③阴离子水合能3ΔH。在HF、HCl、HBr、HI分子中，HF分子的化学键极性最强，因此，离解能D特别大，说明吸热多，虽然F原子的电子亲合能Y和F离子水合能3ΔH也稍大，但总的热效应仍以离解能D为主，因此，HF更难电离，酸性也在同类中最弱。在H2O与HF、H2S与HCl的比较中，由于X原子的电子亲合能和离子水合能的影响大于离解能的影响，HF的离解能虽然比H2O大，HCl的离解能也比H2S大，但因电子亲合能和离子水合能的关系，总的效应还是放热多，因此HF比H2O容易电离，HCl比H2S容易电离，所以酸性HF比H2O强、HCl比H2S强。