淺談無機含氧酸分子的酸性強弱

【摘要】文章在研究影響無機含氧酸分子酸性強弱因素的基礎上，詳細分析了無機含氧酸分子酸性強弱比較和判斷的方法。【關鍵詞】無機含氧酸 分子 酸性

無機含氧酸在水溶液中的酸性強弱取決于酸分子的電離程度。若用ROH表示酸分子，在水溶液中的電離情況是：ROH+H2O→RO-+H3O+酸分子羥基中的質子H+在電離過程中脫離了氧原子，轉移到水分子中的孤電子對上，其轉移的難易程度取決于元素R吸引羥基的電子云的能力。

元素R吸引羥基氧原子電子云的能力強弱取決于元素R電負性的大小、R周圍的非羥基氧原子數目的多少等因素。

一、R電負性的大小對無機含氧酸的酸性影響

電負性的概念是由美國化學家鮑林提出的，用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。不同元素電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大，酸性越強。對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強。

例如：

HNO3——H2SO4——H3PO4——H3BO3，它們隨中心原子電負性的減小，酸性也逐漸減弱。這是因為含氧酸中心原子的電負性越大，R吸引電子的能力越大，在H-O-R中氫原子和氧原子之間的結合力越弱，越易使H+離子離解，該含氧酸的酸性越強。

同理，在鹵族元素HClO-HBrO-HIO中，其酸性減弱，就是因為Cl（3.0）—Br（2.8）—I（2.5）的電負性遞減的緣故。

如在氯的含氧酸中酸性逐漸增強：HClO

HClO3

二、R周圍的非羥基氧原子數目的多少對無機含氧酸酸性的影響

對中心原子R電負性相等的含氧酸來說，如H2CO3和H2SO4（C和S電負性均為2.5），可把含氧酸改寫成（HO） mROn的形式，則圍繞R原子的氧原子數目（非羥基氧原子數目），即n值的大小，n值越大，R的正電性越高，導致R—O—H中O的電子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易電離出H+，即酸性越強，其中m與n的數目是由中心原子R的化合價決定的。

例1：

則H2SO4（K2=1.2×10-2）的酸性比H2CO3（K1=4.3×10-7）的酸性要強的多。（例如，人們十分熟悉的碳酸[（HO）2CO]，非羥基氧的個數為1，應是一個強度與亞硝酸和磷酸相近的中強酸，然而事實上二氧化碳水溶液的酸性卻很弱，通常認為它是弱酸。后來發現碳酸的例外，并不是上述規律錯了，而是由于溶于水的二氧化碳分子只有約幾百分之一與水結合成碳酸，與按二氧化碳全部轉化為碳酸分子來估算酸的強度相比，自然就小了近百倍了。）

例2：

因此，可根據n值的大小來比較和預測含氧酸的酸性強弱。

例，2012年普通高等學校招生全國統一考試（課標全國）理綜37題[化學——選修3物質結構與性質]第（5）小題：①H2SeO3的K1和K2分別為2.7×10-3和2.5×10-8，H2SeO4第一步幾乎完全電離，K2為1.2×10-2，請根據結構與性質的關系解釋；

②H2SeO4和H2SeO3酸性強的原因：____________。

答案：H2SeO4和H2SeO3可表示為（HO）2SeO和（HO）2SeO2。H2SeO3中的Se為+4價，而H2SeO4中的Se為+6價，后者Se的正電性更高，導致Se-O-H中的O的電子更向Se偏移，越易電離出H+。

綜上所述，根據R電負性和R周圍的非羥基氧原子數目的多少可初步比較和預測無機含氧酸分子的酸性強弱，而影響無機含氧酸分子酸性強弱的因素是多方面的，在教學中，還要注意到具體問題具體分析，才可得到正確的結論。