ลักษณะของ HYDRACIDS ระบบการตั้งชื่อการใช้และตัวอย่าง - เคมี - 2026

hydrohalicกรดหรือไบนารีจะละลายในน้ำสารประกอบซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนและองค์ประกอบของอโลหะ: ไลด์ไฮโดรเจน สูตรทางเคมีทั่วไปสามารถแสดงเป็น HX โดยที่ H คืออะตอมของไฮโดรเจนและ X คือองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ

X สามารถอยู่ในกลุ่ม 17 ฮาโลเจนหรือองค์ประกอบของกลุ่ม 16 โดยไม่รวมออกซิเจน ซึ่งแตกต่างจาก oxoacids คือ hydracids ขาดออกซิเจน เนื่องจากไฮดราปิดเป็นโควาเลนต์หรือสารประกอบโมเลกุลจึงต้องพิจารณาพันธะ HX นี่มีความสำคัญอย่างยิ่งและกำหนดลักษณะของไฮดราซิดแต่ละชนิด

ที่มา: Gabriel Bolívar

แล้วลิงค์ HX ล่ะ? ดังที่เห็นในภาพด้านบนมีผลิตภัณฑ์โมเมนต์ไดโพลถาวรของอิเล็กโตรเนกาติวิตีที่แตกต่างกันระหว่าง H และ X เนื่องจาก X มักจะมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่า H จึงดึงดูดเมฆอิเล็กตรอนและจบลงด้วยประจุบางส่วนที่เป็นลบδ-

ในทางกลับกัน H ที่ให้ส่วนหนึ่งของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเป็น X จะลงเอยด้วยประจุบวกบางส่วนδ + ยิ่งมีค่าลบมากเท่าใดอิเล็กตรอน X ก็จะยิ่งมากขึ้นและการขาดอิเล็กตรอนของ H ก็จะยิ่งมากขึ้นดังนั้นไฮดราซิดอาจมีขั้วได้มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับธาตุ X

ภาพยังเผยให้เห็นโครงสร้างของไฮโดร HX เป็นโมเลกุลเชิงเส้นซึ่งสามารถโต้ตอบกับอีกโมเลกุลหนึ่งที่ปลายด้านใดด้านหนึ่ง ยิ่ง HX มีขั้วมากเท่าใดโมเลกุลของมันก็จะยิ่งมีปฏิสัมพันธ์กันมากขึ้นเท่านั้น เป็นผลให้จุดเดือดหรือจุดหลอมเหลวเพิ่มขึ้น

อย่างไรก็ตามปฏิสัมพันธ์ของ HX-HX ยังคงอ่อนแอพอที่จะก่อให้เกิดไฮดราซิดที่เป็นของแข็ง ด้วยเหตุนี้ภายใต้สภาวะความดันและอุณหภูมิโดยรอบจึงเป็นสารที่เป็นก๊าซ ยกเว้น HF ซึ่งระเหยสูงกว่า20ºC

ทำไม? เนื่องจาก HF สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแกร่งได้ ในขณะที่ไฮดราซิดอื่น ๆ ซึ่งมีองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีน้อยกว่าพวกเขาแทบจะไม่สามารถอยู่ในเฟสของเหลวที่ต่ำกว่า0ºCได้ ตัวอย่างเช่น HCl เดือดที่ประมาณ -85 ° C

สารไฮดราซิดเป็นกรดหรือไม่? คำตอบอยู่ที่ประจุบวกบางส่วนδ + บนอะตอมของไฮโดรเจน ถ้าδ + มีขนาดใหญ่มากหรือพันธะ HX อ่อนแอมาก HX จะเป็นกรดแก่ เช่นเดียวกับไฮโดรกรดทั้งหมดของฮาโลเจนเมื่อเฮไลด์ตามลำดับละลายในน้ำ

ลักษณะเฉพาะ

กายภาพ

- เห็นได้ชัดว่าไฮโดรครอยด์ทั้งหมดเป็นสารละลายโปร่งใสเนื่องจาก HX ละลายในน้ำได้มาก อาจมีโทนสีเหลืองตามความเข้มข้นของ HX ที่ละลาย

- พวกเขาสูบบุหรี่ซึ่งหมายความว่าพวกเขาให้ควันที่หนาแน่นกัดกร่อนและระคายเคือง (บางคนถึงกับคลื่นไส้) เนื่องจากโมเลกุลของ HX มีความผันผวนมากและทำปฏิกิริยากับไอน้ำในตัวกลางรอบ ๆ สารละลาย นอกจากนี้ HX ในรูปที่ปราศจากน้ำยังเป็นสารประกอบที่เป็นก๊าซ

-Hydracids เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี แม้ว่า HX จะเป็นชนิดที่เป็นก๊าซในสภาพบรรยากาศ แต่เมื่อละลายในน้ำพวกมันจะปล่อยไอออน (H ⁺ X ^- ) ซึ่งทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้

- จุดเดือดสูงกว่าจุดเดือดของมัน นั่นคือ HX (ac) ซึ่งหมายถึง hydracid จะเดือดที่อุณหภูมิสูงกว่า HX (g) ตัวอย่างเช่นไฮโดรเจนคลอไรด์ HCl (g) เดือดที่-85ºC แต่กรดไฮโดรคลอริกซึ่งเป็นไฮดราซิดอยู่ที่ประมาณ48ºC

ทำไม? เนื่องจากโมเลกุลของก๊าซ HX ล้อมรอบด้วยน้ำ ปฏิกิริยาสองประเภทสามารถเกิดขึ้นได้ในเวลาเดียวกัน: พันธะไฮโดรเจน HX - H ₂ O - HX หรือการละลายไอออน H ₃ O ⁺ (aq) และ X ^- (aq) ข้อเท็จจริงนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับลักษณะทางเคมีของไฮดราคอยด์

สารเคมี

Hydracids เป็นสารละลายที่เป็นกรดมากดังนั้นจึงมีโปรตอนที่เป็นกรด H ₃ O ⁺พร้อมที่จะทำปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ H ₃ O ^{+ มาจาก}ไหน? จากอะตอมของไฮโดรเจนที่มีประจุบวกบางส่วนδ + ซึ่งแยกตัวออกมาในน้ำและจบลงด้วยการรวมโควาเลนต์เข้ากับโมเลกุลของน้ำ:

HX (aq) + H ₂ O (l) <=> X ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

โปรดสังเกตว่าสมการสอดคล้องกับปฏิกิริยาที่สร้างสมดุล เมื่อการก่อตัวของ X ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq) ได้รับความนิยมอย่างมากทางอุณหพลศาสตร์ HX จะปล่อยโปรตอนที่เป็นกรดลงในน้ำ จากนั้นด้วย H ₃ O ⁺เป็น "พาหะ" ใหม่สามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นได้แม้ว่าสารหลังจะไม่ใช่ฐานที่แข็งแกร่งก็ตาม

ข้างต้นอธิบายถึงลักษณะความเป็นกรดของไฮโดร นี่เป็นกรณีของ HX ทั้งหมดที่ละลายในน้ำ แต่บางชนิดสร้างสารละลายที่เป็นกรดมากกว่าชนิดอื่น ๆ นี่คืออะไร? เหตุผลอาจซับซ้อนมาก HX (ac) ไม่ทั้งหมดจะชอบสมดุลข้างต้นไปทางขวานั่นคือไปทาง X ^- (ac) + H ₃ O ⁺ (ac)

ความเป็นกรด

และพบข้อยกเว้นในกรดไฮโดรฟลูออริก HF (aq) ฟลูออรีนเป็นอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากดังนั้นจึงทำให้ระยะห่างของพันธะ HX สั้นลงและเสริมความแข็งแกร่งให้กับการสลายตัวโดยการกระทำของน้ำ

ในทำนองเดียวกันพันธะ HF มีการทับซ้อนกันที่ดีกว่ามากด้วยเหตุผลด้านรัศมีอะตอม ในทางกลับกันพันธบัตร H-Cl, H-Br หรือ HI นั้นอ่อนแอกว่าและมีแนวโน้มที่จะแยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ในน้ำจนถึงจุดที่ทำให้สมดุลที่ยกขึ้นข้างต้น

เนื่องจากฮาโลเจนหรือแชลโคเจนอื่น ๆ (เช่นกำมะถัน) มีรัศมีอะตอมที่ใหญ่กว่าและมีออร์บิทัลที่ใหญ่กว่า ดังนั้นพันธะ HX จึงมีการทับซ้อนกันของวงโคจรที่ต่ำกว่าเนื่องจาก X มีขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งจะส่งผลต่อแรงกรดเมื่อสัมผัสกับน้ำ

ดังนั้นลำดับความเป็นกรดที่ลดลงสำหรับกรดไฮโดรของฮาโลเจนจึงมีดังต่อไปนี้: HF <HCl

ศัพท์เฉพาะ

รูปแบบปราศจากน้ำ

Hydracids มีชื่ออย่างไร? ในรูปแบบที่ไม่มีน้ำ HX (g) จะต้องกล่าวถึงตามที่กำหนดไว้สำหรับไฮโดรเจนเฮไลด์: โดยการเติมคำต่อท้าย –uro ไว้ท้ายชื่อ

ตัวอย่างเช่น HI (g) ประกอบด้วยเฮไลด์ (หรือไฮไดรด์) ที่เกิดจากไฮโดรเจนและไอโอดีนดังนั้นชื่อของมันคือ: ไฮโดรเจนไอโอไดด์ เนื่องจากอโลหะโดยทั่วไปมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่าไฮโดรเจนจึงมีเลขออกซิเดชัน +1 ในทางกลับกันใน NaH ไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชันเป็น -1

นี่เป็นอีกวิธีทางอ้อมในการแยกความแตกต่างของโมเลกุลไฮไดรด์จากฮาโลเจนหรือไฮโดรเจนเฮไลด์จากสารประกอบอื่น ๆ

เมื่อ HX (g) สัมผัสกับน้ำจะแสดงเป็น HX (ac) จากนั้นจะได้ไฮดราซิด

ในสารละลายที่เป็นน้ำ

ในการตั้งชื่อ hydracid, HX (ac) คำต่อท้าย –uro ของรูปแบบที่ปราศจากน้ำจะต้องถูกแทนที่ด้วยส่วนต่อท้าย –hydric และควรกล่าวถึงเป็นกรดตั้งแต่แรก ดังนั้นสำหรับตัวอย่างข้างต้น, ฮาวาย (AQ) มีชื่อเป็นกรดยอดน้ำ

เกิดขึ้นได้อย่างไร?

การละลายของไฮโดรเจนเฮไลด์โดยตรง

Hydracids สามารถเกิดขึ้นได้โดยการละลายไฮโดรเจนเฮไลด์ที่สอดคล้องกันในน้ำ สิ่งนี้สามารถแสดงได้ด้วยสมการทางเคมีต่อไปนี้:

HX (กรัม) => HX (ac)

HX (g) ละลายได้มากในน้ำดังนั้นจึงไม่มีความสมดุลของความสามารถในการละลายซึ่งแตกต่างจากการแยกตัวของไอออนิกเพื่อปลดปล่อยโปรตอนที่เป็นกรด

อย่างไรก็ตามมีวิธีสังเคราะห์ที่เป็นที่ต้องการเนื่องจากใช้เกลือหรือแร่ธาตุเป็นวัตถุดิบโดยละลายที่อุณหภูมิต่ำด้วยกรดแก่

การละลายเกลือของอโลหะด้วยกรด

ถ้าเกลือแกง NaCl ละลายด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นปฏิกิริยาต่อไปนี้จะเกิดขึ้น:

NaCl + H ₂ SO ₄ (aq) => HCl (aq) + NaHSO ₄ (aq)

กรดซัลฟูริกบริจาคหนึ่งของโปรตอนที่เป็นกรดในการ Cl ^-คลอไรด์ไอออนจึงแปลงเป็นกรดไฮโดรคลอ ไฮโดรเจนคลอไรด์ HCl (g) สามารถหลุดออกจากสารผสมนี้ได้เนื่องจากมีความผันผวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าความเข้มข้นในน้ำสูงมาก เกลืออื่น ๆ ที่ผลิตได้คือกรดโซเดียมซัลเฟต NaHSO ₄ .

อีกวิธีหนึ่งในการผลิตคือการแทนที่กรดซัลฟิวริกด้วยกรดฟอสฟอริกเข้มข้น:

NaCl (s) + H ₃ PO ₄ (aq) => HCl (aq) + NaH ₂ PO ₄ (aq)

H ₃ PO ₄ทำปฏิกิริยาในลักษณะเดียวกับ H ₂ SO ₄ผลิตกรดไฮโดรคลอริกและโซเดียมไดอะซิดฟอสเฟต NaCl เป็นแหล่งที่มาของ Cl ^- anion ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการสังเคราะห์ไฮดราคอยด์เกลือหรือแร่ธาตุอื่น ๆ ที่มี F ^- , Br ^- , I ^- , S ^2-ฯลฯ

แต่การใช้ H ₂ SO ₄หรือ H ₃ PO ₄จะขึ้นอยู่กับความแรงในการเกิดออกซิเดชั่น H ₂ SO ₄เป็นตัวแทนออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งมากไปยังจุดที่ทำปฏิกิริยาแม้สาขา^-และฉัน^-เพื่อ Br ของพวกเขา₂และฉัน₂รูปแบบโมเลกุล; อันแรกคือของเหลวสีแดงและอันที่สองเป็นของแข็งสีม่วง ดังนั้น H ₃ PO _{4 จึง}เป็นทางเลือกที่ต้องการในการสังเคราะห์ดังกล่าว

การประยุกต์ใช้งาน

น้ำยาทำความสะอาดและตัวทำละลาย

ไฮดราไซด์ถูกใช้เพื่อละลายสสารประเภทต่างๆเป็นหลัก เนื่องจากเป็นกรดแก่และสามารถทำความสะอาดพื้นผิวใด ๆ ได้ในปริมาณที่พอเหมาะ

โปรตอนที่เป็นกรดของมันจะถูกเพิ่มเข้าไปในสารประกอบของสิ่งสกปรกหรือสิ่งสกปรกทำให้พวกมันละลายในน้ำได้จากนั้นก็จะถูกพัดพาไปในน้ำ

ขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของพื้นผิวดังกล่าวสามารถใช้ไฮดราซิดหนึ่งตัวหรืออีกตัวได้ ตัวอย่างเช่นไม่สามารถใช้กรดไฮโดรฟลูออริกในการทำความสะอาดกระจกได้เนื่องจากจะละลายตรงจุด กรดไฮโดรคลอริกใช้ในการขจัดคราบสกปรกจากกระเบื้องสระว่ายน้ำ

นอกจากนี้ยังสามารถละลายหินหรือตัวอย่างที่เป็นของแข็งแล้วใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการวิเคราะห์หรือการผลิตในเครื่องชั่งขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่ ในโครมาโทกราฟีแบบแลกเปลี่ยนไอออนกรดไฮโดรคลอริกเจือจางจะถูกใช้เพื่อทำความสะอาดคอลัมน์ของไอออนที่เหลืออยู่

ตัวเร่งปฏิกิริยากรด

ปฏิกิริยาบางอย่างต้องการสารละลายที่เป็นกรดสูงเพื่อเร่งความเร็วและลดเวลาที่เกิดขึ้น นี่คือที่มาของไฮดราคอยด์

ตัวอย่างนี้คือการใช้กรดไฮโดรโอนิกในการสังเคราะห์กรดอะซิติกน้ำแข็ง อุตสาหกรรมน้ำมันยังต้องการไฮดราคอยด์ในกระบวนการกลั่น

รีเอเจนต์สำหรับการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์

Hydracids ไม่เพียง แต่ให้โปรตอนที่เป็นกรดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแอนไอออนของมันด้วย แอนไอออนเหล่านี้สามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์หรืออนินทรีย์เพื่อสร้างเฮไลด์เฉพาะ ด้วยวิธีนี้พวกเขาสามารถสังเคราะห์ได้: ฟลูออไรด์คลอไรด์ไอโอไดด์โบรไมด์ซีลีไนด์ซัลไฟด์และสารประกอบอื่น ๆ

ไลด์เหล่านี้สามารถใช้งานได้หลากหลายมาก ตัวอย่างเช่นสามารถใช้ในการสังเคราะห์พอลิเมอร์เช่นเทฟลอน หรือตัวกลางซึ่งอะตอมของฮาโลเจนจะรวมอยู่ในโครงสร้างโมเลกุลของยาบางชนิด

สมมติว่าโมเลกุล CH ₃ CH ₂ OH เอทานอลทำปฏิกิริยากับ HCl เพื่อสร้างเอทิลคลอไรด์:

CH ₃ CH ₂ OH + HCl => CH ₃ CH ₂ Cl + H ₂ O

แต่ละปฏิกิริยาเหล่านี้ซ่อนกลไกและหลายแง่มุมที่พิจารณาในการสังเคราะห์สารอินทรีย์

ตัวอย่าง

มีตัวอย่างไม่มากนักสำหรับ hydracids เนื่องจากจำนวนของสารประกอบที่เป็นไปได้นั้นมี จำกัด ตามธรรมชาติ ด้วยเหตุนี้ไฮดราซิดเพิ่มเติมบางส่วนที่มีระบบการตั้งชื่อตามลำดับจึงแสดงไว้ด้านล่าง (ตัวย่อ (ac) จะถูกละเว้น):

HF กรดไฮโดรฟลูออริก

ไบนารีไฮดราซิดที่มีโมเลกุล HF สร้างพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแกร่งจนถึงจุดที่ในน้ำเป็นกรดอ่อน

H

ซึ่งแตกต่างจากไฮดราคอยด์ที่พิจารณาจนถึงตอนนั้นมันเป็นโพลีอะตอมกล่าวคือมีมากกว่าสองอะตอมอย่างไรก็ตามมันยังคงเป็นไบนารีเนื่องจากประกอบด้วยสององค์ประกอบ: กำมะถันและไฮโดรเจน

โมเลกุล MSM เชิงมุมของมันไม่สร้างพันธะไฮโดรเจนที่เห็นค่าได้และสามารถตรวจพบได้จากกลิ่นไข่เน่า

HCl กรดไฮโดรคลอริก

หนึ่งในกรดที่รู้จักกันดีในวัฒนธรรมสมัยนิยม มันเป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบของน้ำย่อยที่มีอยู่ในกระเพาะอาหารและร่วมกับเอนไซม์ย่อยอาหารที่ย่อยสลายอาหาร

HBr กรดไฮโดรโบรมิก

เช่นเดียวกับกรดไฮโดรโอดิกในเฟสก๊าซประกอบด้วยโมเลกุล H-Br เชิงเส้นซึ่งแยกตัวออกเป็น H ⁺ (H ₃ O ⁺ ) และ Br ^-ไอออนเมื่อเข้าสู่น้ำ

H

แม้ว่าเทลลูเรียมจะมีลักษณะเป็นโลหะอยู่บ้าง แต่ไฮดราซิดของมันก็ให้ไอระเหยที่ไม่พึงประสงค์และมีพิษสูงเช่นไฮโดรเจนซีลีไนด์

เช่นเดียวกับไฮดราซิดอื่น ๆ ของ Chalcogenides (จากกลุ่ม 16 ของตารางธาตุ) ในสารละลายจะสร้างประจุลบ Te ^2-ดังนั้นความจุของมันจึงเป็น -2

อ้างอิง

1. Clark J. (22 เมษายน 2017). ความเป็นกรดของไฮโดรเจนเฮไลด์ สืบค้นจาก: chem.libretexts.org
2. Lumen: เคมีเบื้องต้น กรดไบนารี นำมาจาก: courses.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 มิถุนายน 2561). ความหมายของกรดไบนารี ดึงมาจาก: thoughtco.com
4. นายดีสก็อตต์ การเขียนสูตรเคมีและศัพท์เฉพาะ. . สืบค้นจาก: celinaschools.org
5. Madhusha (9 กุมภาพันธ์ 2561). แยกความแตกต่างระหว่างกรดไบนารีและอ็อกซีไซด์ สืบค้นจาก: pediaa.com
6. วิกิพีเดีย (2018) กรดไฮดราซิด สืบค้นจาก: es.wikipedia.org
7. นาตาลีแอนดรู (24 เมษายน 2560). การใช้กรดไฮดริโอดิก ดึงมาจาก: sciencing.com
8. StudiousGuy (2018) กรดไฮโดรฟลูออริก: การใช้และการใช้งานที่สำคัญ ดึงมาจาก: studiousguy.com