Γιατί το H3PO4 είναι πολύ πιο όξινο από τα H2PO4 και HPO4;
Κατανόηση της οξύτητας
* Οξικότητα είναι ένα μέτρο της ικανότητας μιας ουσίας να δωρίζει ένα πρωτόνιο (Η+).
* Ισχυρά οξέα Δωρεά πρωτόνια.
* αδύναμα οξέα Δωρεά πρωτόνια λιγότερο εύκολα.
Ο ρόλος των επαγωγικών επιδράσεων και του συντονισμού
1. H3PO4 (φωσφορικό οξύ):
* Επαγωγικό αποτέλεσμα: Τα τρία άτομα οξυγόνου που συνδέονται με το κεντρικό άτομο φωσφόρου είναι εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικά, τραβώντας πυκνότητα ηλεκτρονίων μακριά από τους δεσμούς Ο-Η. Αυτό αποδυναμώνει τον δεσμό Ο-Η, καθιστώντας ευκολότερη την απελευθέρωση του πρωτονίου.
* συντονισμός: Το αρνητικό φορτίο που σχηματίζεται μετά την απελευθέρωση του πρωτονίου μπορεί να απομακρυνθεί πάνω από τα τέσσερα άτομα οξυγόνου μέσω του συντονισμού. Αυτό σταθεροποιεί τη συζευγμένη βάση (H2PO4-), καθιστώντας τη δωρεά του πρωτονίου πιο ευνοϊκή.
2. H2PO4- (φωσφορικό διυδρογόνο):
* Επαγωγικό αποτέλεσμα: Το επαγωγικό αποτέλεσμα εξακολουθεί να υπάρχει, αλλά είναι ελαφρώς λιγότερο έντονο λόγω του αρνητικού φορτίου στο μόριο.
* συντονισμός: Η σταθεροποίηση συντονισμού εξακολουθεί να είναι δυνατή, αλλά είναι λιγότερο αποτελεσματική από ό, τι στο H3PO4 επειδή το αρνητικό φορτίο διανέμεται τώρα σε τρία άτομα οξυγόνου αντί για τέσσερα.
3. HPO42- (φωσφορικό υδρογόνο):
* Επαγωγικό αποτέλεσμα: Το επαγωγικό αποτέλεσμα αποδυναμώνεται περαιτέρω από το πρόσθετο αρνητικό φορτίο.
* συντονισμός: Ο συντονισμός περιορίζεται στα δύο εναπομείναντα άτομα οξυγόνου, μειώνοντας περαιτέρω τη σταθεροποίηση της συζευγμένης βάσης.
Περίληψη
Ο συνδυασμός της επαγωγικής επίδρασης και της σταθεροποίησης συντονισμού καθιστά το H3PO4 το πιο όξινο. Καθώς απομακρύνονται περισσότερα πρωτόνια (πηγαίνοντας από H3PO4 σε H2PO4- έως HPO42-), αυτά τα αποτελέσματα μειώνονται, οδηγώντας σε προοδευτικά ασθενέστερη οξύτητα.
Key Takeaway: Η ικανότητα της συζευγμένης βάσης να σταθεροποιήσει το αρνητικό φορτίο μέσω του συντονισμού είναι ένας κρίσιμος παράγοντας που καθορίζει την οξύτητα μιας ένωσης. Όσο πιο δομές συντονισμού έχει μια συζευγμένη βάση, τόσο πιο σταθερή είναι, και όσο ισχυρότερη είναι το αντίστοιχο οξύ.
