- Hydrua dễ bay hơi: gồm hydrua của bo và tất cả các nguyên tố thuộc
H I+ 2O 3O ++ I-
1.3.6.3. Sự biến đổi tính chất axit-bazơ của các hydrua
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính axit-bazơ của các chất, ta chỉ xét
trong điều kiện dung môi là nước và chú ý đến 2 yếu tố quan trọng là độ phân cực của liên kết và độ bền của liên kết.
- Về độ phân cực của liên kết, ta có thể dựa vào sự khác nhau về độ âm
- Về độ bền của liên kết, ta có thể dựa vào mật độ điện tích (âm hoặc
dương) của nguyên tử các nguyên tố tạo axit.
Mật độ điện tích của một nguyên tử trong hợp chất ion được xác định gần
đúng bằng tỉ số điện tích của ion chia cho thể tích của nó:
điện tích của ion
Mật độ điện tích = (r là bán kính ion)
3
4 π r3
Đối với hợp chất cộng hố trị thì điện tích của nguyên tử coi gần đúng
bằng số oxy hố của nó, cịn bán kính được coi là bán kính ion với giả thiết là nguyên tử mất đi một số electron để tạo thành ion với điện tích bằng số oxy
hoá. Khi một nguyên tử ở trạng thái oxy hố càng cao thì bán kính càng nhỏ.
* Trong một chu kỳ đi từ trái sang phải, nói chung tính bazơ của dung dịch
các hydrua giảm dần, tính axit tăng dần.
Ví dụ: trị số pK1 của một số dung dịch hydrua (trong dấu ngoặc)
Số oxy hoá -3 -2 -1 NH3 H2O HF (∼ 30) (∼ 15,74) (3,14) H2S HCl (7,24) (- 7,4) H2Se HBr (3,70) (- 9,5) H2Te HI (2,60) (- 10)
Trị số oxy hố âm giảm dần, tính axit tăng dần
* Trong một phân nhóm chính, theo chiều từ trên xuống dưới, tính axit
của hydrua ngày càng tăng.
Đó là do tính axit của các hydraxit (cũng như các axit nói chung) phụ
thuộc vào chỗ: trong dung dịch nguyên tử hydro của phân tử axit dễ tách ra
thành ion hydro (đúng hơn là tạo thành ion H3O+ và thường ký hiệu là H+.aq.)
đến mức nào. Điều này chủ yếu phụ thuộc vào:
Kích thước nguyên tử tăng dần, tính axit
Chương 1 – Hệ thống tuần hồn các ngun tố hóa học
_______________________________________________________________ - Độ phân cực của liên kết H - X càng lớn thì trong dung mơi phân cực (cụ
thể đây là nước) liên kết càng dễ bị đứt, H+ càng dễ bị tách ra. Độ phân cực của
liên kết lại phụ thuộc vào độ âm điện của nguyên tố tạo hydrua; độ âm điện của nguyên tố đó càng lớn thì độ phân cực của liên kết càng tăng.
- Độ bền của liên kết giữa phi kim và hydro.
Trong chu kỳ, chẳng hạn dãy NH3, H2O, HF, độ âm điện tăng dần từ N
đến F, độ phân cực của liên kết N - H, O - H, F - H cũng tăng dần. Mặt khác,
bán kính nguyên tử N, O, F không khác nhau nhiều lắm, số oxy hoá âm lại giảm từ N đến F, do đó mật độ điện tích âm ngày càng giảm dần.
Vì vậy, từ NH3 đến HF tính axit tăng dần (các trị số pK giảm dần).
Trong phân nhóm chính, ví dụ: các halogenua hydro, có sự giảm độ phân cực của liên kết H - X từ HF đến HI; nhưng do bán kính nguyên tử của flo và iot khác nhau nhiều, số oxy hoá lại như nhau, nên mật độ điện tích giảm dần từ flo đến iot, độ bền của liên kết giảm dần từ HF đến HI. Năng lượng liên kết là
140 kcal/mol ở HF và 71 kcal/mol ở HI, như vậy giảm tới 2 lần. Do đó, tính
axit tăng theo chiều giảm năng lượng liên kết.
Như vậy, sự biến đổi tính axit của các hydraxit trong chu kỳ và trong phân nhóm đều phù hợp với quy luật biến đổi mật độ điện tích của nguyên tố tạo
axit: tính axit tăng theo chiều giảm mật độ điện tích.