Kz oxozuren (pauling)

[Noompie]

Hallo,

Ik heb een vraag over de regel van Pauling betreffende oxozuren.

Kz HIO < HBrO < HClO

Hoe elektronegatiever het centrale atoom X is (in dit geval dus I, Br / Cl), hoe kleiner de elektronendichtheid rond het atoom O. Een zuurstofatoom met een geringere elektronendichtheid trekt het bindende elektronenpaar van O-H sterker aan.

Nou is mijn vraag 1: Waarom is dit? Waarom zou O het elektronenpaar van O-H sterker aantrekken als deze zelf een kleinere elektronendichtheid heeft?

Kz HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4

Door de grote elektronegativiteit trekken zuurstofatomen elektronen weg van Cl.

Vraag 2: Maar wat hebben die overige zuurstofgroepen ermee te maken? Ze zuigen de elektronen weg van het centrale Cl-atoom maar wat heeft dit te maken met de polariteit van de O-H binding? Want wat dus gegeven is, is dat "Een zuurstofatoom met een geringere elektronendichtheid trekt het bindende elektronenpaar van O-H sterker aan." (dit snap ik dus al niet).

Dus het O atoom waar een H aan verbonden zit zou dus in mijn ogen een zo klein mogelijke elektronendichtheid moeten hebben. Wil dit zeggen dat het O atoom van de OH binding in HClO4 een kleinere elektronendichtheid bevat dan de O in HClO ? En hoe komt dit dat? Het heeft denk ik te maken met inductieve effecten.

[ypsilon]

Er is ons gemeld dat dit topic naar anorganische chemie verplaatst kan worden, dus bij dezen

[flamey]

Een kleinere ladingsdichtheid op het O-atoom maakt de O-H binding juist zwakker. Daarom is deprotonering makkelijker!

Vb. Cl heeft elektronegativiteit 3.16, broom 2.96. Dus Cl is elektronegatiever dan Br, de O van de O-H in HClO heeft een kleinere ladingsdichtheid dan de equivalente O in HBrO=> de O-H binding in HClO is zwakker dan die van HBrO => HClO is zuurder en heeft dus een hogere Kz dan HBrO.

Dus vraag 1: je intuitie dat dit vreemd is, was goed. Een kleinere ladingsdichtheid verzwakt juist de binding (heb het voor de zekerheid ook even nagecheckt in het Inorganic Chemistry boek van Shriver en Atkins, voordat ik je onzin verkoop ).

Vraag 2: Het is inderdaad een inductief effect. Je snapt het dus eigenlijk heel goed .

[Marko]

Even 2 zaken uit elkaar halen: Een kleinere ladingsdichtheid tussen de atomen is een teken dat de binding zwakker is. Maar hier ging het om de ladingsdichtheid op een atoom, en het effect daarvan op de polariteit van de binding (=ladingsverdeling van het bindingselektronenpaar)

Een kleinere ladingsdichtheid op een atoom betekent dat het sterker aan een elektronenpaar zal trekken. Een kleinere dichtheid (van negatief geladen elektronen welteverstaan) betekent immers dat er minder afstoting zal zijn met het (bindings)elektronenpaar.

Het gevolg is in dit geval: Elektronenzuigende groepen aan een Cl-atoom zullen lading wegtrekken van dat Cl-atoom, zodat het op zijn beurt sterker aan andere elektronenparen zal trekken. Het Cl atoom in HClO₄ is elektronegatiever dan het Cl-atoom in HClO. Gevolg is dat er harder aan het elektronenpaar van de Cl-O binding in HClO₄ wordt getrokken.

Het gevolg daarvan is dat dat O-atoom elektronegatiever zal zijn dan het corresponderende O-atoom in HClO. En het gevolg daarvan is dat de stap naar volledige ionisatie (dus afsplitsing van H⁺ een kleinere stap is. Je zou ook kunnen zeggen dat een meer elektronegatief atoom zich meer op zijn gemak voelt met de negatieve lading.

De stelling is dus wel degelijk juist.

Je merkt dat ik het hier een aantal keer over gevolgen van gevolgen heb. Met de afstand neemt de invloed af. Maar inductieve effecten kunnen tot 3 bindingen verderop nog een duidelijk effect hebben!

Overigens speelt er bij HClO₄ ook mee dat er na ionisatie een symmetrisch ion ontstaat, waarbij de negatieve lading keurig verdeeld kan worden over alle O-atomen in het molecuul.

[flamey]

Ow ik zag dat ik de vraag niet goed gelezen had. Je verduidelijking heeft daarom ook mij geholpen. Bedankt hiervoor, (UPy)Marko .