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류가림 [1074081] · MS 2021 (수정됨) · 쪽지

2022-02-21 10:27:50
조회수 1,910

[화학II] 산의 세기에 영향을 주는 요인

게시글 주소: https://orbi.kr/00054988834

1. 수소산의 경우

수소산은 수소에 어떤 원자가 결합한 상태로,

HF, HCl, HBr 과 같은 HA형 분자들을 의미한다.

수소산의 경우에는 산의 세기를 결정할 수 있는 두 가지 요인이 있다.


 - H과 A의 결합에너지

모든 수소산은 결합에너지가 낮을수록 강산이다. (산의 세기가 세다.)

결합에너지가 낮아진다는 것은 결합이 쉽게 풀린다는 이야기이고, 이것은 결합길이가 길어진다는 것,

즉 A의 반지름이 크다는 이야기가 된다.


예를 들면, HF HCl HBr HI 이 네가지 분자들의 산의 세기는 

HF <<< HCl < HBr < HI 가 된다.

왜냐하면, HF는 일단 분자들끼리의 수소결합으로 인해서 결합에너지가 매우 크다.

그러므로 나머지 분자들보다 산의 세기가 매우 약한 약산이 된다.

그리고 I , Br , Cl 순으로 주기가 크므로 전자껍질 수가 늘어나 원자반지름이 커진다.

그러므로 HI HBr HCl 순으로 결합길이가 길고, 결합에너지가 낮아져 산의 세기가 크다는 것이다.

하지만 HI HBr HCl 는 수용액에서 절대적 강산이 되어 이온화도가 전부 1이 된다.

이를 평준화 효과라고 한다.


- A의 전기음성도

모든 수소산은 A의 전기음성도가 높을수록 강산이다.

왜냐하면 전기음성도가 높으면 전자를 끌어당기는 힘이 세져서 수소를 수소이온으로 만들 확률이 높아지기 때문이다.

이번에도 예를 들어보자. CH4 , NH3 , H2O , HF 이 네가지 분자들의 산의 세기는

CH4 < NH3 < H2O < HF 이다. 오른쪽으로 갈수록 전기음성도가 커지기 때문.

그런데 여기서 주의할 점은, 메테인 암모니아 물 이런 분자들은 산이 아닌데 어떻게 산의 세기를 비교할수 있냐는 질문을 할 수 있다.

하지만 여기서는 산의 세기를 비교할 뿐이지 브뢴스테드 - 로우리 정의로 생각하면 산의 정의는 명확히 할 수 있는게 아니다.


또한, 염기의 세기는 비교를 못하나요? 라는 질문도 할 수 있다. 할 수 있다.

위 분자들의 짝염기를 생각해보자. H+을 하나씩 떼어내서 만들어보면 CH3- , NH2- , OH- , F- 이 되는데

짝산과 짝염기의 세기는 서로 반대이므로 염기의 세기는 CH3- > NH2- > OH- > F- 가 된다.



2. 산소산의 경우

 산소산은 HOA형으로 나타낼 수 있다. 따라서 H가 O와 항상 결합하기 때문에 결합에너지는 항상 일정하므로 비교할 필요가 없어진다.


- A의 전기음성도

A의 전기음성도가 높을수록 강산이다. 이는 앞에서 한 내용과 일치한다.


-고립산소수의 개수

 고립산소수란 H와 결합안한 산소수를 의미한다. 이 고립산소수가 많을수록 산의 세기는 커진다.


예를 들면, HOCl HOClO HOClO2 HOClO3 이 네개의 분자에서 고립산소수는 각각 0개 , 1개 , 2개 , 3개이다.

따라서 HOCl < HOClO < HOClO2 < HOClO3 순으로 산의세기가 커진다.

특히, 맨 마지막 HClO4 (과염소산)은 수용액에서 절대전 강산이다.



중딩때 화올나갔을때 썼던글 우연히 다시 찾아서 한번 올려봅니다 

추억 돋네요 ㅋㅋ

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류가림 [1074081]

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