酸碱与给体-受体化学
含氧酸(oxoacid)
/ OK-soh-acid /
许多最重要的无机酸,都是以一个戴着氧原子的中心原子为骨架,可解离的酸性氢挂在其中某些氧上。硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸、碳酸——这些都是含氧酸:通式为 (HO)mEOn 的酸,其中 E 是中心原子(常为非金属或高氧化态金属),一部分氧带有 OH(即酸性质子),其余则是端基的、类似双键的 E=O 氧。
硫酸 H2SO4 把这一模式讲得很具体。硫居中;两个氧是端基(S=O),两个是羟基氧(S-OH),在水中电离的正是那些 OH 上的质子。把它写成 (HO)2SO2,即 m=2 个 OH 基、n=2 个端氧,正好刻画了这一点。在真正的含氧酸中,酸性质子绝不直接连在中心原子上——它坐在某个氧上,断裂的是 O-H 键。端氧越多,共轭碱的负电荷越能分散,质子也就越容易离开。
含氧酸主导着 p 区元素的描述化学。它们的强度跨度极大,从很弱(硼酸、次氯酸)到极强(高氯酸),而这一趋势规律得令人惊讶,以至于鲍林用两条简单的计数规则就概括了它。它们还按中心原子氧化态形成家族——单是氯就给出 HOCl、HOClO、HOClO2、HOClO3(从次氯酸到高氯酸),随着氧原子增多,酸性沿这一系列急剧上升。
硫酸写作 (HO)2SO2:两个 S-OH 基提供两个可电离质子(它是二元酸),还有两个端基 S=O 氧。磷酸 (HO)3PO 有三个 OH 质子(三元酸)和一个端氧。数 OH 基的数目,就知道一个含氧酸能放出几个质子。
酸性 H 坐在氧上,而非中心原子上;OH 数给出可解离质子数,端氧数决定酸的强度。
当心 H3PO3(亚磷酸):粗看像三元酸,但有一个 H 直接连在磷上(P-H),而非连在氧上,因此只有两个质子是酸性的。务必看清 H 究竟坐在哪里。
又称
另见