為什麼碘化氫的酸性比鹽酸還要強?

2021-01-20 化學之窗

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  HF、HCl、HBr、HI的水溶液分別叫氫氟酸、氫氯酸(鹽酸)、氫溴酸、氫碘酸。影響這些酸酸性大小的原因應該是溶質分子電離的難易,而電離的難易與分子的極性有關。HF、HCl、HBr、HI的極性依次減弱,它們的水溶液的酸性應該是依次減弱的,而實際上它們的表觀電離度(0.1 mol/L, L OT) 分別是:HF、 HCl、 HBr、 HI 分別為:8.5% 、92.6% 、93.5% 、95%。  氫氟酸、鹽酸、氫溴酸、氫碘酸的酸性是逐漸增強的。這是什麼原因呢?有人認為,由於F、Cl、Br、I 的原子半徑依次增大,它們與氫結合的能力依次減弱,則HF、HCl、HBr、HI的電離依次增強,酸性也依次增強。這種解釋沒有深入到問題的實質。  固然溶質分子電離的難易與分子固有的極性大小有關,然而,當分子處在溶液狀態時,溶劑對它的影響是不可忽視的。當溶質分子溶於水後, 在水分子的作用下發生分子的變形。分子的變形性與分子的大小有關。分子愈大,包含的電子愈多,就會有一些電子被核吸引得較松,分子的變形性也愈大。 通過實驗,在外加電場的作用下,由於同性相斥,異性相吸,極性分子原來不重合的正、 負電中心被進一步分開。這種正、負兩「極」(即電中心)分化的過程就是極化。如果分子發生變形, 必然會改變分子的極性,甚至把固有極性很小的分子提高到極性很大的程度,使溶液的酸性增強。 因此,衡量溶液的酸鹼性如何,不但要考慮溶質分子的固有極性,還要考慮溶質分子的變形性。若溶質分子的變形性佔主要因素,那麼,分子的變形性越大,分子就越容易極化,分子就越易電離,溶液的酸性就越強。由於HCl、HBr、HI的半徑依次增大,HCl、HBr、HI分子的變形性必然依次增加, 顯然,處於溶液狀態下的HCl、HBr、HI分子的總極性發生了變化,而且是依次增強的。因此,HCl、 HBr、HI的表觀電離度是依次增大的,它們的酸性 是依次增強的。至於氫氟酸的酸性為什麼是氫滷 酸中最弱的,主要原因是氟化氫分子的鍵能比其它滷化氫高,而且氟化氫分子以氫鍵與水分子締合,形成締合分子,這就束縛了氟化氫分子的電離,而其它滷化氫分子幾乎沒有這種締合本領,所以,氫氟酸的表觀電離度遠小於其它氫滷酸的表觀電離度。




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