Hydron (kemi)

Løsningsstoffets egenskaberRediger

Som alt andet lige er forbindelser, der let afgiver hydroner (Brønsted-syrer, se nedenfor), generelt polære, hydrofile opløsningsstoffer og er ofte opløselige i opløsningsmidler med høj relativ statisk permittivitet (dielektrisk konstante). Som eksempler herpå kan nævnes organiske syrer som eddikesyre (CH3COOH) eller methanesulfonsyre (CH3SO3H). Store upolære dele af molekylet kan dog svække disse egenskaber. Således er oktansyre (C7H15COOH) som følge af sin alkylkæde betydeligt mindre hydrofil i forhold til eddikesyre.

Den uopløste hydron (en helt fri eller “nøgen” hydrogenatomkerne) eksisterer ikke i den kondenserede (flydende eller faste) fase. Selv om man undertiden siger, at supersyrer skylder deres ekstraordinære hydronafgivende kraft til tilstedeværelsen af “frie hydroner”, er et sådant udsagn meget misvisende: selv for en kilde til “frie hydroner” som H
2F+
, et af de supersyrekationer, der er til stede i supersyren fluoroantimonsyre (HF:SbF5), er løsningen af et frit H+
stadig forbundet med en enorm energimæssig straf i størrelsesordenen flere hundrede kcal/mol. Dette udelukker effektivt muligheden for, at den frie hydron er til stede i opløsningen, selv som et flygtigt mellemprodukt. Derfor antages det, at hydronerne i flydende stærke syrer diffunderer ved sekventiel overførsel fra et molekyle til det næste langs et netværk af hydrogenbindinger gennem det, der er kendt som Grotthuss-mekanismen.

SurhedsgradRediger

Hydronionen kan optage et elektronpar fra en Lewis-base i molekylet ved adduktion:

+
+ :L → +

På grund af denne indfangning af Lewis-basen (L) har hydronionen Lewis-syrekarakter. I henhold til HSAB-teorien (Hard/Soft Acid Base) er den nøgne hydron en uendelig hård Lewis-syre.

Hydronen spiller en central rolle i Brønsted-Lowry-syre-baseteorien: En art, der opfører sig som hydron-donor i en reaktion, kaldes Brønsted-syre, mens den art, der accepterer hydronen, kaldes Brønsted-base. I den generiske syre-base-reaktion, der er vist nedenfor, er HA syren, mens B (vist med et lone par) er basen:

HA + :B → +
+ :A-

Den hydrerede form af hydrogenkationen, hydronium-ionen (hydroxonium-ionen) H
3O+
(aq), er et nøgleobjekt i Arrhenius’ definition af syre. Andre hydrerede former, Zundel-kationen H
5O+
2, som dannes af en proton og to vandmolekyler, og Eigen-kationen H
9O+
4, som dannes af en hydronium-ion og tre vandmolekyler, er teoretiseret til at spille en vigtig rolle i diffusionen af protoner gennem en vandig opløsning i henhold til Grotthuss-mekanismen. Selv om ionen H
3O+
(aq) ofte vises i introducerende lærebøger for at understrege, at hydronen aldrig er til stede som en uløst art i vandig opløsning, er det noget misvisende, da det forsimpler den berygtet komplekse speciation af den solverede proton i vand; notationen H+
(aq) foretrækkes ofte, da den formidler vandig solvering, samtidig med at den forbliver uforpligtende med hensyn til antallet af involverede vandmolekyler.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.