Hydron (kemi)

LösningsmedelsegenskaperRedigera

Allt annat lika är föreningar som lätt avger hydroner (Brønsted-syror, se nedan) i allmänhet polära, hydrofila lösningsmedel och är ofta lösliga i lösningsmedel med hög relativ statisk permittivitet (dielektrisk konstant). Som exempel kan nämnas organiska syror som ättiksyra (CH3COOH) eller metansulfonsyra (CH3SO3H). Stora opolära delar av molekylen kan dock dämpa dessa egenskaper. Som ett resultat av sin alkylkedja är oktansyra (C7H15COOH) således betydligt mindre hydrofil jämfört med ättiksyra.

Den olösta hydronen (en helt fri eller ”naken” väteatomkärna) existerar inte i den kondenserade fasen (vätska eller fast fas). Även om det ibland sägs att supersyror har sin extraordinära hydronavgivande förmåga att tacka för närvaron av ”fria hydroner”, är ett sådant påstående mycket missvisande: till och med för en källa till ”fria hydroner” som H
2F+
, en av de supersura katjoner som finns i supersyran fluorantimonsyra (HF:SbF5), är det fortfarande ett enormt energipåslag för att avskilja ett fritt H+
i storleksordningen flera hundra kcal/mol. Detta utesluter effektivt möjligheten att den fria hydronen finns i lösningen, även som en flyktig intermediär. I flytande starka syror tros därför hydronerna diffundera genom sekventiell överföring från en molekyl till nästa längs ett nätverk av vätebindningar genom vad som kallas Grotthuss-mekanismen.

AcidityEdit

Hydronjonen kan inkorporera ett elektronpar från en Lewisbas i molekylen genom adduktion:

+
+ :L → +

På grund av detta infångande av Lewisbasen (L) har hydronjonen Lewis sur karaktär. I termer av HSAB-teorin (Hard/Soft Acid Base) är den nakna hydronen en oändligt hård Lewis-syra.

Hydronen spelar en central roll i Brønsted-Lowry syra-bas-teorin: en art som beter sig som en hydrondonator i en reaktion kallas Brønsted-syra, medan den art som accepterar hydronen kallas Brønsted-bas. I den allmänna syra-basreaktion som visas nedan är HA syran, medan B (som visas med ett ensamstående par) är basen:

HA + :B → +
+ :A-

Den hydrerade formen av vätekatjonen, hydroniumjonen (hydroxoniumjonen) H
3O+
(aq), är ett nyckelobjekt i Arrhenius definition av syra. Andra hydrerade former, Zundel-kationen H
5O+
2, som bildas av en proton och två vattenmolekyler, och Eigen-kationen H
9O+
4, som bildas av en hydroniumjon och tre vattenmolekyler, antas spela en viktig roll i spridningen av protoner genom en vattenlösning enligt Grotthussmekanismen. Även om jonen H
3O+
(aq) ofta visas i inledande läroböcker för att betona att hydronen aldrig förekommer som en olöst art i vattenlösning, är det något missvisande, eftersom det förenklar den ökänt komplexa speciationen av den solversifierade protonen i vatten. Noteringen H+
(aq) är ofta att föredra, eftersom den förmedlar vattenlöslig solvens samtidigt som den förblir obunden när det gäller antalet inblandade vattenmolekyler.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.