Γιατί τα μη μέταλλα δεν αντικαθιστούν το υδρογόνο από τα οξέα;
* Ηλεκτροχημική σειρά: Η αντιδραστικότητα των στοιχείων καθορίζεται από τη θέση τους στην ηλεκτροχημική σειρά. Τα μέταλλα υψηλότερα στη σειρά είναι πιο αντιδραστικά από αυτά που χαμηλώνουν. Το υδρογόνο βρίσκεται στη μέση της σειράς, ενεργώντας ως σημείο αναφοράς.
* Ηλεκτροργατιστικότητα: Τα μη μέταλλα είναι γενικά πιο ηλεκτροαρνητικά από το υδρογόνο. Αυτό σημαίνει ότι έχουν ισχυρότερη έλξη για τα ηλεκτρόνια. Ως αποτέλεσμα, είναι λιγότερο πιθανό να χάσουν ηλεκτρόνια και να σχηματίσουν θετικά ιόντα, γεγονός που είναι ένα απαραίτητο βήμα για την αντικατάσταση του υδρογόνου σε ένα οξύ.
* καταστάσεις οξείδωσης: Τα μη μέταλλα τείνουν να κερδίζουν ηλεκτρόνια για να επιτύχουν μια σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα αρνητικές καταστάσεις οξείδωσης. Το υδρογόνο, αντίθετα, συχνά χάνει ένα ηλεκτρόνιο, σχηματίζοντας μια κατάσταση οξείδωσης +1. Αυτή η διαφορά στις καταστάσεις οξείδωσης καθιστά δύσκολο για τους μη μέταλλα να αντικαταστήσουν το υδρογόνο σε ένα οξύ.
Παράδειγμα:
Εξετάστε την αντίδραση μεταξύ υδροχλωρικού οξέος (HCl) και χαλκού (Cu), μέταλλο.
Cu (s) + 2HCl (aq) → Cucl₂ (aq) + h₂ (g)
Εδώ, ο χαλκός είναι πιο αντιδραστικός από το υδρογόνο και μετατοπίζει το υδρογόνο από το υδροχλωρικό οξύ, σχηματίζοντας χλωριούχο χαλκού και αέριο υδρογόνου.
Ωστόσο, εάν εξετάσουμε την αντίδραση μεταξύ υδροχλωρικού οξέος (HCl) και χλωρίου (CL₂), μη μετάλλου, δεν συμβαίνει αντίδραση. Το χλώριο είναι λιγότερο αντιδραστικό από το υδρογόνο και δεν μπορεί να το μετατοπίσει.
Εξαιρέσεις:
Υπάρχουν μερικές εξαιρέσεις σε αυτόν τον κανόνα. Ορισμένα μη μέταλλα, όπως ο άνθρακας, μπορούν να αντιδράσουν με ισχυρά οξειδωτικά οξέα όπως το συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ (HNO₃), αλλά αυτή η αντίδραση δεν περιλαμβάνει άμεση αντικατάσταση του υδρογόνου. Αντ 'αυτού, το οξύ λειτουργεί ως οξειδωτικός παράγοντας, προκαλώντας την οξείδωση του μη μετάλλου.
Συνοπτικά, τα μη μέταλλα γενικά δεν αντικαθιστούν το υδρογόνο από τα οξέα επειδή είναι λιγότερο αντιδραστικά από το υδρογόνο, έχουν υψηλότερη ηλεκτροαρνητικότητα και τείνουν να κερδίζουν ηλεκτρόνια για να επιτύχουν σταθερές διαμορφώσεις ηλεκτρονίων.
