Кислоталар

Википедия — ирекле энциклопедия мәғлүмәте
Перейти к навигации Перейти к поиску
Кислоталар
Рәсем
Commons-logo.svg Кислоталар Викимилектә

Кислоталар — тоҙҙар барлыҡҡа килгәндә металл менән алмашыныуға һәләтле водороды булған әскелтем шыйыҡ химик берләшмә[1].

Кислоталарҙы водород катионын бирергә һәләтле һәм (Дания ғалимы хөрмәтенә аталған Брёнстед кислоталарына) йәки ковалент бәйләнеш булдырып, электрон парҙар ҡабул итергә һәләтле берләшмәләр — Америка ғалимы иҫтәлегенә аталған Льюис кислоталарына бүлеп ҡарайҙар[2].

Көнкүрештә һәм техникала кислоталар тип ғәҙәттә Брёнстед кислоталарын атайҙар, улар һыу иретмәләрендә артыҡ гидроксоний иондарын H3O+ хасил итә. Был иондар кислоталарға әскелтем тәм бирә, химик индикаторҙарҙың төҫөн үҙгәртә һәм, концентрацияһы юғары булған осраҡта, кислоталарҙа ҡуҙғытыу һәләтлеге тыуҙыра ала. Кислоталарҙағы водородтың беркетелмәгән атомы металдар атомы менән урындарын алмаша ала, был осраҡта металдар катионы менән кислотаның ҡалған өлөшөнән торған тоҙҙар барлыҡҡа килә.

Кислота билдәләмәһе[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Кислоталар тураһындағы ҡараштың үҙгәреү тарихы[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Кислоталар һәм нигеҙҙәр теорияһын беренсе төҙөүсе швед ғалимы Сванте Август Аррениус

Бер-береһенә оҡшаш һәм яҡын үҙенсәлектәргә эйә химик берләшмәләр булған кислоталар бик борондан билдәле.

1778 йылда француз химигы Антуан Лоран Лавуазье (1743—1794) кислоталарҙа кислород булғанға, улар үҙенсәлекле сифаттарға эйә тигән гипотеза тәҡдим итә. Был гипотеза нигеҙһеҙ була, сөнки күп кенә кислоталар составында кислород бөтөнләй юҡ, шул үк ваҡытта кислородлы химик берләшмәләрҙең күбеһенә кислота үҙенсәлектәре бер ҙә хас түгел. Антуан Лавуазьеның фаразы дәлилһеҙ булыуына ҡарамаҫтан, химик элемент булараҡ кислородҡа исем биреүгә сәбәпсе була[3]. 1833 йылда немец химигы Юстус фон Либих (1803—1873) кислотаға металл менән алмашына алған водороды булған берләшмә тигән билдәләмә бирә[3].

Швед физигы һәм химигы Сванте Август Аррениус кислоталарҙың һәм химик берләшмә булған нигеҙҙәрҙең дөйөм теорияһын беренсе төҙөргә ынтылыш яһай. 1887 йылда ул кислота һыу иретмәһендә водород иондары булдырып, диссоцирлана торған (иондар һәм радикалдарға тарҡалыусы) берләшмә тип фараз итә H+[3]. Тик Аррениус теорияһының сикләнгән булыуы асыҡлана[4].

1920-се йылдарҙа Франклин менән Ганч кислоталар теорияһын үҫтереүгә үҙ өлөшөн индерә. А. Ганч 1917—1927 йылдарҙа кислоталар һәм нигеҙҙәр теорияһын үҙ эштәрендә тасуирлай . Ганч кислоталар водород берләшмәләре, уларҙа водородтың урынын металдар, йәки металл булмаған радикалдар алып, тоҙҙар барлыҡҡа килтерә ала, тигән һығымта яһай[3].

1923 йылда Лоури һәм Льюистың әлеге ваҡытта киң ҡулланылған кислоталар һәм нигеҙҙәр теорияһы булдырыла[5].

Брёнстед — Лоури теорияһында кислота[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Брёнстед — Лоури теорияһы буйынса, уксус кислотаһы, һыу менән реакция ваҡытында протонды биреп, Брёнстед кислотаһы булараҡ сығыш яһай. Һөҙөмтәлә гидроксоний ацетат-ионы һәм катионы барлыҡҡа килә

1923 йылда бер үк ваҡытта, бер—береһенә бәйләнмәгән ике физик һәм химик — Дания ғалимы Йоханнес Николаус Брёнстед (1879—1947) менән инглиз ғалимы Томас Мартин Лаури (1874—1936) нигеҙләгән кислоталар һәм нигеҙҙәрҙең протон теорияһы буйынса кислота тип башҡа химик берләшмәгә — нигеҙгә протонын бирә алыусы берләшмә йәки молекуляр ион атала[6].

«Брёнстед — Лоури теорияһы» буйынса, кислоталарҙың һәм нигеҙҙәрҙең бер-береһенә тәьҫир итешеүе ваҡытында һәр саҡ протон доноры булған кислота (Брёнстед кислотаһы) һәм уға бәйле нигеҙ — протон (Бёрнстед нигеҙен) үҙенә ҡуша алған теләһә ниндәй берләшмә була. Нигеҙҙе кислотанан протон айырылыу продукты итеп ҡарап булғанлыҡтан, уға бәйле кислотаның электрик заряды был нигеҙҙең зарядына ҡарағанда һәр саҡ бер дәүмәлгә кәмерәк була. Шулай, мәҫәлән, HCl килотаһына уға бәйле нигеҙ — хлорид-ион Cl яраҡлы[7][3].

Кислота Льюис теорияһында[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Льюис кислотаһы (А) үҙенең электрон пары Льюис нигеҙенә (В) акцептор булып тора һәм уның менән ковалент бәйләнеш булдыра

1923 йылда Америка физигы һәм химигы Гилберт Ньютон Льюис (1875—1946) тәҡдим иткән электрон теория буйынса, кислота — ике электронды ҡабул итеүсе һәм ошо ике электрон иҫәбенә Льюис нигеҙе менән бәйләнеш булдырыусы матдә[8]. Льюис теорияһы буйынса һигеҙ электронлы тулы булмаған тышлыҡлы молекулалар (BF3, SO3), комплекстар булдыра алыусы металдар катинодары(Fe2+, Zn2+), күсемле металдарҙың галогенидтары (TiCl4), поляр ике бәйләнешле молекулалар (SO2), карбокатиондар кислота була ала. Брёнстед — Лоури теорияһынан айырмалы, Льюис теорияһы дөйөмөрәк һәм кислоталарҙың күберәк төрөн үҙ эсенә ала[4][5].

Льюис кислотаһының Льюис нигеҙе менән тәьҫирләшеү һәләтен билдәләүсе төп үҙенсәлек— электрон парҙы ҡабул итеүсе молекуланың иң түбән орбиталенең электрон пары ташлап киткән иң юғары орбиталгә энергетика буйынса тап килеүе. Был үҙенсәлек Пирсондың ҡаты һәм йомшаҡ нигеҙҙәр принцибы сиктәрендә (принцип ЖМКО) иҫәпкә алына. Был принцип буйынса йомшаҡ нигеҙҙәр йомшаҡ кислоталар менән, ә ҡаты кислоталар ҡаты нигеҙҙәр менән тәьҫир итешергә әҙер. Был осраҡта ҡаты кислоталар тип ҙур ыңғай зарядлы, ҙур электр тиҫкәрелекле һәм түбән полярлашыулы Льюис кислоталарын атайҙар . Һәм киреһенсә, йомшаҡ кислоталар бәләкәй ыңғай зарядлы, түбән электр тиҫкәрелекле һәм юғары полярлашыулы. Был үҙенсәлектәр әкрен генә үҙгәргәнлектән, Льюис кислоталарының ҡайһы берҙәре ҡаты менән йомшаҡ кислоталар араһындағы урындарҙы алып тора[5]. ЖМКО принцибының кислоталарҙың көсөн баһалау өсөн дәүмәл критерийы юҡ, шуға күрә аналитик иҫәпләүҙәрҙә ҡулланыла алмай[4].

Кислота Усановичтың дөйөм теорияһында[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

1939 йылда М. И. Усанович кислота һәм нигеҙҙәрҙең дөйөм теорияһын яҙа, ул теория буйынса кислота тип катиондарҙы, шул иҫәптән протондарҙы, йәки үҙенә аниондарҙы, шулай уҡ электрондарҙы ҡуша алған киҫәксә атала. Шулай итеп, Усанович теорияһы буйынса кислота төшөнсәһе Брёнстедтың да, Льюистың да кислотаһын, шулай уҡ окислителдәрҙе лә үҙ эсенә ала[4]. Бынан тыш, кислоталыҡ төшөнсәһе, нигеҙлек (основность) кеүек үк, Усанович теорияһында айырым матдәнең функцияһы итеп кенә ҡаралмай, ә реакция буйынса партнерына бәйле уйнаған роле итеп ҡарала[9].

Кислоталарҙың номенклатураһы[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Органик булмаған кислоталарҙың номенклатураһы[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Составында кислород булған кислоталарҙың атамалары ике өлөштән тора: рус телендәге атамаһында сифат һүҙе ҡушылған үҙ атамаһынан һәм кислота төркөм атамаһынан (көкөрт кислотаһы, фосфор кислотаһы). Кислотаның үҙ атамаһы кислота булдырыусы химик элекменттың рус телендәге атамаһына төрлө суффикстар ялғау юлы менән булдырыла (быны нисек тәржемә итергә?):

Әгәр кислота булдырыусы элемент ике кислотала ла бер үк окиселләнеү дәрәжәһендә булһа, тик кислоталар бер-береһенән «һыу миҡдары» менән генә айырылһа, кислороды әҙерәгенә мета- ялғауы ҡушыла, ә кислороды күберәк булһа — орто- ялғауы, мәҫәлән, метафосфор кислотаһы HPO3 һәм ортофосфор кислотаһы H3PO4.

Бер нисә кислота булдырыусы элементлы, составында кислородлы кислоталар изополикислоталар тип атала. Уларҙы ғәҙәттәге (дифосфорная кислота H4P2O7, дисерная кислота H2S2O7) тип йөрөтәләр.

Кислород атомдары көкөрт атомдарына алмашынған кислоталар тиокислоталар тип атала и һәм уларға тио- ҡушымтаһы ялғана (тиофосфорная кислота H3PO3S). Әгәр ҙә кислотаның гидроксиль төркөмө, йәки кислород атомдары галогендар атомына йәки аминотөркөмгә алмашынһа, атамаға тейешле ҡушымта ялғана (амидофосфорная кислота H2PO3NH2), а ә алмашынған көкөрт кислоталары ғәҙәттә сульфон (хлорсульфоновая кислота ClSO3H) тип атала.

Пероксид -O-O- күперлеләр- пероксокислоталар, һәм улар пероксо- (пероксомоносерная кислота H2SO5), йәки над- (надсерная кислота) тип атала[10].

Кислоталарҙың системаланған исемлегендә кислота булдырыусы элементтың латинса атамаһына -ат суффиксын ялғайҙар, ә ҡалған элементтарҙың йәки аниондағы төркөмө атамалары приставка (алдағы ҡушымта) менән билдәләнә. Йәйә эсендә кислота булдырыусы элементтың окисләнеү дәрәжәһен күрһәтәләр (әгәр ул бөтөн һан булһа). Кире осраҡта атамаға водород атомдарының һанын да ҡушалар : HClO4 — тетраоксохлорат(VII) водорода (хлорная кислота), HAuCl4 — тетрахлороаурат(III) водорода (золотохлористоводородная кислота), H[Sb(OH)6] — гексагидроксостибат(V) водорода и т. д.[11]

Органик кислоталарҙың номенклатураһы[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Ғәҙәттә ябай карбон кислоталарына тривиаль (ябай) атамалар ҡулланыла, уларҙың ҡайһы берҙәре XVII быуатта уҡ уйлап сығарылған (уксусная кислота, масляная кислота, адипиновая кислота, фталевая кислота). Юғары, йоп һанлы углерод атомлы карбон кислоталарының атамалары ла тривиаль(ябай), улар шул тиклем оҡшаш, уларҙы ҡулланыу хатта буталсыҡ тыуҙырыуы ла бар (каприловая кислота, каприновая кислота).

Карбон кислоталарының системалы атамалары алкан кислотаның тейешле атамаһына -овая кислота ялғауы ҡушыла (гексановая кислота, пентакозановая кислота). Дикарбон кислоталарына -диовая кислота тигән ялғау ҡушыла (декандиовая кислота). Ҡайһы ваҡыт атаманы -карбоновая кислота тигән ялғау менән яһау ҡулайыраҡ, был берләшмәлә водородтың бер атомын карбоксиль төркөмгә алмаштырыуҙы аңлата. Был карбоксиль төркөм цикллы системаға (циклопропанкарбоновая кислота) ҡушылған саҡта ҡулланыла.

Әгәр ҙә карбон кислотаһында пероксид күпер бар икән, ундай кислоталарҙәң атамаһына перокси-, пер- или над- (надуксусная кислота, пероксибензойная кислота) ҡушымталары өҫтәлә.

Көкөрлө органик кислоталар өсөн -сульфоновая кислота (RSO3H), -сульфиновая кислота (RSO2H), -сульфеновая кислота (RSOH) тигән ҡушымталар, шулай уҡ итеп башланғыс алкан исеменә RH өҫтәлә[12].

Гамметтың кислоталыҡ функцияһы һәм суперкислоталар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Көслө һәм концентрациялы кислоталарҙың кислота һәм нигеҙ сифаттарының миҡдарлы баһаһын pH шкалаһын ҡулланып биреп булмай, сөнки водородлы иретмәләр өсөн был шкала түбәндә pH = 0 менән сикләнгән, уға 5%-лы көкөрт кислотаһы H2SO4 тап килә. Шул уҡ ваҡытта бындай ихтыяж тыуа. Был мәсьәләне сисер өсөн 1932 йылда Л. Гаммет менән А. Дейруп H0 Гамметтың кислоталыҡ функцияһын тәҡдим итә. Улар бик ныҡ көслө кислоталарҙың кислота һәм нигеҙ тигеҙләнешен көсһөҙөрәк нигеҙ булғанда өйрәнеүҙе һәм был нигеҙҙең протонланған һәм протонланмаған формалары концентрацияһы нисбәтен электрон спектроскопия методы менән үлсәүҙе тәҡдим итә. Был кислоталыҡ шкалаһын тиҫкәре өлкәгә табан ҙурайтырға мөмкинлек бирә, шул арҡала органик булмаған кислоталарҙың концентрациялы иретмәләрҙең кислоталылығын баһалау мөмкин була[13].

Кислоталар классификацияһы[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Классификация кислот и оснований в рамках принципа ЖМКО[5][14]
Жёсткие кислоты Промежуточные кислоты Мягкие кислоты
H+, Li+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Al3+, Cr3+, Fe3+, BF3, B(OR)3, AlR3, AlCl3, SO3, BF3, RCO+, CO2, RSO2+ Cu2+, Fe2+, Zn2+, SO2, R3C+, C6H5+, NO+ Ag+, Cu+, Hg2+, RS+, I+, Br+, Pb2+, BH3, карбены
Жёсткие основания Промежуточные основания Мягкие основания
OH, RO, F, Cl, RCOO, NO3, NH3, RNH2, H2O, ROH, SO42−, CO32−, R2O, NR2, NH2 Br, C6H5NH2, NO2, C5H5N RS, RSH, I, H, R3C, алкены, C6H6, R3P, (RO)3P


Окрашивание индикаторной бумаги в растворе хлороводородной кислоты

Кислоталарҙы Льюис һәм Брёнстед кислоталарына бүлеүҙән тыш, башҡа формаль сифаттары буйынса бер нисә төргә бүләләр :

  • бер нигеҙле (HNO3);
  • ике нигеҙле (H2SeO4);
  • өс нигеҙле (H3PO4, H3BO3);
  • күп нигеҙле.
  • Көсө буйынса
    • Көслө — бөтөнләй тиерлек диссоциациялайҙар, диссоциация константаһы 1·10−3 ҙурыраҡ (HNO3);
    • Көсһөҙ — диссоциация константаһы 1·10−3 бәләкәйерәк (уксусная кислота Kд= 1,7·10−5).
  • Бирешеүгә ҡарап
    • Бирешеүсе (H2SO4);
    • Бирешмәүсе (H2CO3).
  • Химик берләшмәләр класына ҡарауы буйынса
  • Осоусанлыҡ буйынса
    • Осоусан (HNO3,H2S, HCl);
    • Осмаусы (H2SO4) ;
  • Һыуҙа иреүе буйынса

Кислоталарҙы алыу юлы[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

Кислоталарҙы түбәндәге юл менән алып була:

  • Металл булмаған матдәләрҙең водород менән тәьҫир итешеүе аша
  • Көкөрт кислотаһының ҡаты тоҙҙар менән тәьҫир итешеүе аша:

Осмай торған көкөрт кислотаһы йылытҡан саҡта оса торған кислоталарҙы тоҙҙарҙан этеп сығара ала

  • Кислота оксидтарының һыу менән тәьҫир итешеүе аша:

Иҫкәрмәләр[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  1. Башҡорт теленең академик һүҙлеге. 10 томда. 4-се том. 496-сы бит. Өфө, Китап, 2012 (Тикшерелгән 18 май 2018)
  2. IUPAC Gold Book — Acid. Тәүге сығанаҡтан архивланған 17 апрель 2013. 15 апрель 2013 тикшерелгән.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Химическая энциклопедия / Под ред. И. Л. Кнунянца — М: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 2. — Б. 393—395. — ISBN 5-85270-039-8.
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 Золотов Ю. А., Дорохова Е. Н., Фадеева В. И. и др. Основы аналитической химии. Книга 1. Общие вопросы. Методы разделения / Под ред. Ю. А. Золотова — 2-е изд., перераб. и доп. — М: Высшая школа, 1999. — Б. 118. — ISBN 5-06-003558-1.
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 Москва В. В. Понятие кислоты и основания в органической химии // Соросовский образовательный журнал. — 1996. — № 12. — С. 33—40.
  6. IUPAC Gold Book — Brønsted acid. Тәүге сығанаҡтан архивланған 17 апрель 2013. 15 апрель 2013 тикшерелгән.
  7. IUPAC Gold Book — conjugate acid–base pair. Тәүге сығанаҡтан архивланған 17 апрель 2013. 15 апрель 2013 тикшерелгән.
  8. IUPAC Gold Book — Lewis acid. Тәүге сығанаҡтан архивланған 17 апрель 2013. 15 апрель 2013 тикшерелгән.
  9. Кусаинова К. М. Нет ни кислот, ни оснований! Об одной полузабытой теории и её творце // Химия и жизнь. — 2004. — № 6. — С. 40—44.
  10. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л., Цветков А. А. Основы номенклатуры неорганических веществ / Под ред. Б. Д. Степина — М: Химия, 1983. — Б. 39—45.
  11. Степин Б. Д. , Цветков А. А. Неорганическая химия / Под ред. Б. Д. Степина — М: Высшая школа, 1994. — Б. 18—19. — ISBN 5-06-001740-0.
  12. Кан Р., Дермер О. Введение в химическую номенклатуру = Introduction to Chemical Nomenclature / Пер. с англ. Н. Н. Щербиновской, под ред. В. М. Потапова и Р. А. Лидина — М: Химия, 1983. — Б. 131—134.
  13. Штейнгарц В. Д. Суперкислоты // Соросовский образовательный журнал. — 1999. — № 3. — С. 82—87.
  14. Золотов и др., 1999, с. 152
  15. 15,0 15,1 Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия. Неорганическая химия. 8 класс — 15-е изд. — М: Просвещение, 2011. — Б. 101. — ISBN 978-5-09-025532-5.

Әҙәбиәт[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]

  • Реутов О. А., Курц А. Л., Бутин К. П. Органическая химия — 3-е изд. — М: Бином. Лаборатория знаний, 2010. — Т. 1. — 567 б. — ISBN 978-5-94774-613-6.
  • Шрайвер Д., Эткинс П. Неорганическая химия = Inorganic Chemistry / Пер. с англ. М. Г. Розовой, С. Я. Истомина, М. Е. Тамм, под ред. В. П. Зломанова — М: Мир, 2004. — Т. 1. — 679 б. — ISBN 5-03-003628-8.

Һылтанмалар[үҙгәртергә | вики-тексты үҙгәртергә]


Өҙөмтә хатаһы: "К" төркөмө өсөн <ref> билдәһе бар, әммә <references group="К"/> билдәһе юҡ