HYDRACIDS : 특성, 명명법, 용도 및 예 - 화학 - 2025

할로겐화 수소 할라이드 : 바이너리 산은 수소 및 비금속 원소로 이루어져 물 화합물에 용해시킨다. 일반 화학 공식은 HX로 표현할 수 있습니다. 여기서 H는 수소 원자이고 X는 비금속 원소입니다.

X는 산소를 포함하지 않고 17 족, 할로겐 또는 16 족 원소에 속할 수 있습니다. 옥소 산과 달리 수소산은 산소가 부족합니다. 수소산은 공유 또는 분자 화합물이므로 HX 결합을 고려해야합니다. 이것은 매우 중요하며 각 수소산의 특성을 정의합니다.

출처 : Gabriel Bolívar

HX 링크는 어떻습니까? 위의 이미지에서 볼 수 있듯이 H와 X 사이에 서로 다른 전기 음성도의 영구 쌍극자 모멘트 곱이 있습니다. X는 일반적으로 H보다 전기 음성이 높기 때문에 전자 구름을 끌어 당겨 음의 부분 전하 δ-로 끝납니다.

반면에 전자 밀도의 일부를 X로 만드는 H는 양의 부분 전하 δ +로 끝납니다. δ-가 더 음수 일수록 전자 X가 더 풍부하고 H의 전자 결핍이 더 커집니다.

이미지는 또한 수소산의 구조를 보여줍니다. HX는 선형 분자로 한쪽 끝에서 다른 분자와 상호 작용할 수 있습니다. 극성 HX가 높을수록 분자가 더 강하게 상호 작용할 것입니다. 결과적으로 끓는점이나 녹는 점이 증가합니다.

그러나 HX-HX 상호 작용은 고체 수소산을 생성 할만큼 여전히 약합니다. 이러한 이유로 압력 및 주변 온도 조건에서 기체 물질입니다. 20ºC 이상에서 증발하는 HF는 예외입니다.

왜? HF는 강한 수소 결합을 형성 할 수 있기 때문입니다. 비금속 원소가 전기 음성도가 낮은 다른 수소산은 0ºC 이하의 액체 상태에있을 수 없습니다. 예를 들어 HCl은 약 -85 ° C에서 끓습니다.

hydracids는 산성 물질입니까? 답은 수소 원자의 양의 부분 전하 δ +에 있습니다. δ +가 매우 크거나 HX 결합이 매우 약하면 HX는 강산이됩니다. 할로겐의 모든 수소산과 마찬가지로 각각의 할로겐화물이 물에 용해되면.

형질

물리적 인

-HX는 물에 매우 잘 녹기 때문에 모든 수소산은 투명한 용액입니다. 용해 된 HX의 농도에 따라 노란색을 띨 수 있습니다.

-그들은 흡연자이므로 밀도가 높고 부식성이며 자극적 인 연기를 내뿜습니다 (일부는 메스꺼움을 느끼기도합니다). 이는 HX 분자가 매우 휘발성이 있고 용액을 둘러싼 매질의 수증기와 상호 작용하기 때문입니다. 또한 무수 형태의 HX는 기체 화합물입니다.

-수산은 전기의 좋은 전도체입니다. HX는 대기 조건에서 기체 종 비록 그들이 물에 용해 될 때, 이들은 이온 (H 해제 ⁺ X ^- 전류의 통과를 허용).

-비점은 무수 형태의 비점보다 높습니다. 즉, 수소산을 나타내는 HX (ac)는 HX (g) 이상의 온도에서 끓습니다. 예를 들어 염화수소 인 HCl (g)은 -85ºC에서 끓지만 수소산 인 염산은 약 48ºC입니다.

왜? 기체 HX 분자는 물로 둘러싸여 있기 때문입니다. 상호 작용의 두 가지가 동시에 발생할 수 수소 결합을 HX - H ₂ O - HX 또는 이온 매화, H ₃ O ⁺ (수성) 및 X ^- (수성). 이 사실은 수소산의 화학적 특성과 직접적인 관련이 있습니다.

화학

수소산은 매우 산성 용액이므로 다른 물질과 반응 할 수 있는 산성 양성자 H ₃ O ^{+를 가지고} 있습니다. H ₃ O ^{+는 어디에서 왔} 습니까? 양의 부분 전하 δ +를 가진 수소 원자에서 물에서 해리되어 물 분자로 공유 결합됩니다.

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

방정식은 평형을 설정하는 반응에 해당합니다. X의 형성시 ^- (수성) + H ₃ O ⁺ (수성) 열역학적으로 매우 선호, HX는 물에의 산성 양성자를 방출한다; 그리고 H ₃ O ⁺ 를 새로운 "담체"로 사용하는이 화합물은 후자가 강한 염기가 아니더라도 다른 화합물과 반응 할 수 있습니다.

위는 수소산의 산성 특성을 설명합니다. 이것은 물에 용해 된 모든 HX의 경우입니다. 그러나 일부는 다른 것보다 더 많은 산성 용액을 생성합니다. 이것은 무엇을 위해? 그 이유는 매우 복잡 할 수 있습니다. 모든 HX (AC)는 X 방향 인 오른쪽 방향으로 상기 선호 평형 ^- (AC) + H ₃ O ⁺ (교류).

신맛

그리고 불산 인 HF (aq)에서는 예외가 관찰됩니다. 불소는 매우 전기 음성이므로 HX 결합의 거리를 단축하여 물의 작용에 의한 분해에 대해 강화합니다.

마찬가지로, HF 결합은 원자 반경 때문에 훨씬 더 겹칩니다. 반면에 H-Cl, H-Br 또는 HI 결합은 더 약하고 물에서 완전히 해리되는 경향이있어 위에서 제기 한 균형을 깨뜨릴 수 있습니다.

이것은 다른 할로겐 또는 칼 코겐 (예 : 황)이 더 큰 원자 반경을 가지므로 더 큰 궤도를 갖기 때문입니다. 결과적으로 HX 결합은 X가 클수록 궤도 중첩이 더 나 빠지며, 이는 물과 접촉 할 때 산력에 영향을 미칩니다.

따라서 할로겐의 수소산에 대한 산성도의 감소 순서는 다음과 같습니다. HF <HCl

명명법

무수 형태

수소산은 어떻게 명명됩니까? 무수 형태 인 HX (g)에서는 할로겐화 수소에 대해 지시 된대로 이름 끝에 접미사 -uro를 추가하여 언급해야합니다.

예를 들어, HI (g)는 수소와 요오드로 형성된 할로겐화물 (또는 수 소화물)로 구성되어 있으므로 이름은 요오드화 수소입니다. 비금속은 일반적으로 수소보다 전기 음성이 높기 때문에 산화수는 +1입니다. 반면에 NaH에서는 수소의 산화수는 -1입니다.

이것은 분자 수 소화물을 할로겐과 구별하거나 할로겐화 수소를 다른 화합물과 구별하는 또 다른 간접적 인 방법입니다.

HX (g)가 물과 접촉하면 HX (ac)로 표시되고 수소산이 얻어진다.

수용액에서

hydracid, HX (ac)의 이름을 지정하려면 무수 형태의 접미사 –uro를 접미사 –hydric으로 바꿔야합니다. 그리고 그들은 처음에 산으로 언급되어야합니다. 따라서 위의 예에서 HI (aq)는 yod acid water 로 명명됩니다 .

그들은 어떻게 형성됩니까?

할로겐화 수소의 직접 용해

수소산은 해당 할로겐화 수소를 물에 간단히 용해시켜 형성 할 수 있습니다. 이것은 다음 화학 방정식으로 나타낼 수 있습니다.

HX (g) => HX (ac)

HX (g)는 물에 잘 녹기 때문에 이온 해리가 산성 양성자를 방출하는 것과 달리 용해도 균형이 없습니다.

그러나 염분이나 미네랄을 원료로 사용하여 저온에서 강산으로 용해시켜 선호하는 합성 방법이 있습니다.

비금속 염과 산의 용해

식염 NaCl이 진한 황산에 용해되면 다음 반응이 발생합니다.

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

황산은 CL과의 산성 양성자 하나 기부 ^- 클로라이드 음이온 따라서 염산으로 변환. 염화수소 인 HCl (g)은 휘발성이 매우 높기 때문에이 혼합물에서 빠져 나올 수 있습니다. 특히 물의 농도가 매우 높을 경우 더욱 그렇습니다. 생성 된 다른 염은 황산나트륨 인 NaHSO ₄ 입니다.

그것을 생산하는 또 다른 방법은 황산을 농축 인산으로 대체하는 것입니다.

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

H ₃ PO ₄ 는 H ₂ SO ₄ 와 같은 방식으로 반응 하여 염산과 이산 인산 나트륨을 생성합니다. 염화나트륨은 CL의 원인 ^- 음이온 F를 함유하는 다른 hydracids 염 또는 무기물 합성되도록, ^- , 브롬 ^- , I ^- , (S) ^2-가 등 필요가 .

그러나 H ₂ SO ₄ 또는 H ₃ PO _{4의 사용} 은 산화 강도에 따라 달라집니다. H ₂ SO ₄ 심지어 브롬 산화한다는 점에 매우 강한 산화제 인 ^- 및 I를 ^- 그들의 브롬에 ₂ 및 I ₂ 분자 형태 ; 첫 번째는 붉은 액체이고 두 번째는 자주색 고체입니다. 따라서 H ₃ PO ₄ 는 이러한 합성에서 선호되는 대안을 나타냅니다.

응용

클리너 및 용제

수소산은 본질적으로 다양한 유형의 물질을 용해하는 데 사용됩니다. 이것은 강산이기 때문에 적당히 모든 표면을 청소할 수 있습니다.

그것의 산성 양성자는 불순물이나 먼지의 화합물에 첨가되어 수성 매질에 용해되고 물에 의해 제거됩니다.

상기 표면의 화학적 성질에 따라 하나 또는 다른 수소산이 사용될 수있다. 예를 들어, 불산은 유리를 그 자리에서 녹이기 때문에 유리를 청소하는 데 사용할 수 없습니다. 염산은 수영장 타일의 얼룩을 제거하는 데 사용됩니다.

또한 암석 또는 고체 시료를 용해 할 수 있으며 소규모 또는 대규모의 분석 또는 생산 목적으로 사용됩니다. 이온 교환 크로마토 그래피에서는 묽은 염산을 사용하여 나머지 이온 컬럼을 청소합니다.

산 촉매

일부 반응은 속도를 높이고 발생 시간을 줄이기 위해 고 산성 용액이 필요합니다. 이것은 수소산이 들어오는 곳입니다.

이에 대한 예는 빙초산 합성에 요오드화 수소산을 사용하는 것입니다. 석유 산업은 또한 정유 공정에서 수소산을 필요로합니다.

유기 및 무기 화합물 합성 용 시약

수소산은 산성 양성자뿐만 아니라 각각의 음이온도 제공합니다. 이러한 음이온은 유기 또는 무기 화합물과 반응하여 특정 할로겐화물을 형성 할 수 있습니다. 이러한 방식으로 불화물, 염화물, 요오드화물, 브롬화물, 셀레 나이드, 황화물 및 기타 화합물을 합성 할 수 있습니다.

이러한 할로겐화물은 매우 다양한 용도로 사용될 수 있습니다. 예를 들어, Teflon과 같은 폴리머를 합성하는 데 사용할 수 있습니다. 또는 할로겐 원자가 특정 약물의 분자 구조에 통합되는 매개체.

분자 CH ₃ CH ₂ OH, 에탄올이 HCl과 반응하여 에틸 클로라이드를 형성 한다고 가정합니다 .

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

이러한 각 반응은 유기 합성에서 고려되는 메커니즘과 많은 측면을 숨 깁니다.

예

가능한 화합물의 수는 자연적으로 제한되기 때문에 hydracids에 대해 사용할 수있는 예가 많지 않습니다. 이러한 이유로, 각각의 명명법을 가진 몇 가지 추가 수소산이 아래에 나열되어 있습니다 (약어 (ac)는 무시 됨).

HF, 불산

HF 분자가 강한 수소 결합을 형성하는 이원 수소산으로, 물에서는 약산이됩니다.

H

그때까지 고려되었던 수소산과는 달리 다 원자, 즉 두 개 이상의 원자를 가지고 있지만 황과 수소의 두 가지 요소로 구성되어 있기 때문에 계속 이원자입니다.

각 MSM 분자는 눈에 띄는 수소 결합을 형성하지 않으며 특징적인 썩은 달걀 냄새로 감지 할 수 있습니다.

HCl, 염산

대중 문화에서 가장 잘 알려진 산 중 하나입니다. 위장에 존재하는 위액 성분의 일부이며 소화 효소와 함께 음식을 분해합니다.

HBr, 브롬화 수소산

요오드화 수소산과 같이, 기체 상에 그 H-H로 해리 브롬 분자, 선형 구성 ⁺ (H ₃ O ⁺ ) 및 브롬 ^- 이온 들은 물을 입력한다.

H

텔 루륨은 특정 금속 특성을 가지고 있지만 수소산은 셀렌 화수소와 같은 불쾌하고 독성이 강한 증기를 방출합니다.

칼 코게 나이드의 다른 수소산 (주기율표 16 족)과 마찬가지로 용액에서 음이온 Te ^2-를 생성 하므로 원자가는 -2입니다.

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