Hydronio -Ion

Was ist das Hydroniumionen?

Er Hydronio -Ion Es ist eine Art positive Belastung, die sich aus der Protonierung eines Wassermoleküls ergibt und deren chemische Formel H ist₃ENTWEDER⁺. Es besteht aus den einfachsten Oxonianern: Ionen, bei denen Sauerstoff eine positive formelle Belastung trägt und drei kovalente Bindungen aufweist.

Die h₃ENTWEDER⁺ Es ist eines der einfachsten, aber neugierigen Kationen, die existieren. In Wasser unter normalen Bedingungen hat es eine Konzentration von 1 · 10^-7 M, Produkt des Selbstvergütungsbetriebs. Die Konzentration nimmt jedoch exponentiell zu, wenn sie stark sind₃ENTWEDER⁺ Sie lösen sich im Wasser auf und säuern Sie es.

Hydroniumionenmolekül

Die Konzentration oder Aktivität von H₃ENTWEDER⁺ Im Wasser dient es dazu, die Säure der wässrigen Lösungen zu messen: PH. Je mehr H -Ionen₃ENTWEDER⁺ Heu, weniger positiv wird pH und mehr Säure wird die fragliche Lösung sein. Diese Säure hingegen liegt im Wasserstoffionen, h⁺, was oft mit Ion H verwirrt ist₃ENTWEDER⁺.

Ionen- oder Hydronio -Kation -Formel

Die h⁺ und seine erstaunliche Fähigkeit, zwischen den Wasserstoffbrücken der Wassermoleküle zu transportieren₃ENTWEDER⁺ assoziieren in komplexeren Kationenformationen; wie Eigenkation, h₉ENTWEDER₄⁺, und Zundels Kation, h₅ENTWEDER₂⁺, und viele andere.

Hydroniumionenstruktur

H3O+ Struktur mit einem Kugeln und Balkenmodell

Im ersten Bild konnten Sie die strukturelle Formel des Hydriumion sehen. Jetzt sehen wir seine Darstellung mit einem Kugeln und Bars -Modell. In beiden Highlights ist die trigonale Pyramidengeometrie, deren Verbindungswinkel (O-H) 113º beträgt; Ein wenig von 119º für das Tetraeder umgeleitet.

Obwohl Sauerstoff eine positive Teilbelastung aufweist, bedeutet dies nicht, dass sich die negative Region um Wasserstoffatome befindet. Andererseits. Sauerstoff in h₃ENTWEDER⁺ Es ist noch mehr elektronegatives Produkt seines elektronischen Mangels. Die gesamte negative Dichte, die auf einer elektrostatischen Potentialkarte sichtbar gemacht hat:

Kann Ihnen dienen: Kaliumsulfat (K2SO4): Struktur, Eigenschaften, Verwendungszwecke, SyntheseElektrostatische Potentialkarte für H3O+

Ganz zu schweigen davon.

Eine Folge all der oben genannten ist, dass H -Hydrogene₃ENTWEDER⁺ Sie verlieren die elektronische Dichte, weil Sauerstoff ihn zu sich selbst anzieht. Daher h₃ENTWEDER⁺ Sie können sehr starke Wasserstoffquellen mit einem benachbarten Wassermolekül herstellen: H₂ENTWEDER⁺-H-oh₂.

Diese Interaktion ist der Schlüssel für die erstaunliche ionische Mobilität von H⁺ und warum h₃ENTWEDER⁺ Es kann gleichzeitig mit vielen Wassermolekülen in Verbindung gebracht werden.

Säure

Hydronio -Ion ist eine sehr starke Säure. Tatsächlich ist es die stärkste Säure, die in wässriger Lösung existieren kann. Weil? Weil jede andere Säure, die stärker ist als er₃ENTWEDER⁺:

Ha + h₂O → a^- + H₃ENTWEDER⁺

Die h₃ENTWEDER⁺ Es ist in der Lage, stabil zu bleiben, wenn es keine anderen Grundlagen in der Umgebung gibt, die stärker sind als Wasser. Jede Säure hat eingehalten, dass dies als starke Säure klassifiziert wird. In der Zwischenzeit, wenn die Säure schwächer ist als h₃ENTWEDER⁺, Dann wird ein Teil von HA nicht vollständig dissoziiert und wir werden über eine schwache Säure sprechen:

Ha + h₂Oder ⇌ a^- + H₃ENTWEDER⁺

Daher seit h₃ENTWEDER⁺ Es ist die stärkste Säure, die im Wasser existiert, der Säure davon hängt von der Konzentration von H ab₃ENTWEDER⁺. Dies ist die Grundlage, um einfache Weise die Säure einer wässrigen Lösung zu definieren, die als pH ausgedrückt wird:

ph = -log [h₃ENTWEDER⁺]

H⁺ vs. H₃ENTWEDER⁺

Wasserstoffionen und Hydronium sind nicht gleich. Die h⁺ Es ist viel saurer als h₃ENTWEDER⁺, Nun, es besteht aus einem Protoner Nichts mehr, das nach einem Molekül sucht, um Elektronen auf alle Weise zu gewinnen. Wenn H⁺ Holen Sie sich ein Wassermolekül bildet h₃ENTWEDER⁺:

Es kann Ihnen dienen: CUPRIC OXID (CUO)

H⁺  +  H₂O → h₃ENTWEDER⁺

Deshalb h h₃ENTWEDER⁺ kann als h dargestellt werden⁺(AC), was darauf hinweist, dass es ein h ist⁺ In wässrigem Medium.

Die Kraft einer Säure wird in ihrer Spendenfähigkeit gemäß der Definition von Brönsted-Lowry, H-Ionen, gemessen⁺. Wie viel stärker es ist, desto mehr wird es spenden⁺, Nein h₃ENTWEDER⁺. Die stärksten Säuren, die jemals synthetisiert werden (Supercids)⁺ Er ist "nackt"; Das heißt, ohne irgendein Hindernis, in Richtung des Moleküls zu springen, das protonieren wird.

Die Praxis, h zu repräsentieren₃ENTWEDER⁺ als h⁺.

Solvation

Die h₃ENTWEDER⁺ Es kann sehr starke Wasserstoffbrücken mit einem benachbarten Wassermolekül bilden. Dabei haben wir das Kation von Zundel, h₅ENTWEDER₂⁺:

Zundel Kation

Die positive Belastung bleibt jedoch nicht nur auf einer einzelnen Seite des Kation⁺:

H₂Oh-⁺Oh₂ → h₂ENTWEDER⁺-H- Oh₂

Daher wird die positive Belastung zwischen beiden Sauerstoffatomen für die beiden Wassermoleküle verteilt.

Im Fall des Eigenkation, h₉ENTWEDER₄⁺, und h₃ENTWEDER⁺ Formatwasserstoffbrücken mit drei Wassermolekülen bilden und unter ihnen die positive Belastung dank eines „Sprung“ H verteilt⁺. Diese Sprünge sind so schnell, dass sie die große ionische Mobilität von H erklären⁺ In Wasser mit H₃ENTWEDER⁺ als Fahrzeug und Wassermoleküle wie eine Autobahn.

Die h₅ENTWEDER₂⁺ und h₉ENTWEDER₄⁺ Sie sind nicht die einzigen kationischen Assoziationen, die h₃ENTWEDER⁺ kann aus Wasser stammen. Einige molekulare Dynamikberechnungen zeigen die Existenz eines H -Clusters₃ENTWEDER⁺(H₂ENTWEDER)_zwanzig: 20 h Moleküle₂Oder mit einem H -Kation interagieren₃ENTWEDER⁺ und unter ihnen die positive Last verteilen.

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Daher h₃ENTWEDER⁺ und h⁺ Sie bauen eine merkwürdige Beziehung zu Wassermolekülen auf, die über Säure hinausgehen.

Du gehst raus

So wie organische Oxy -Räume existieren, ist es keine Ausnahme mit Oxy, die aus der Wasserprotonation abgeleitet ist. Seine allgemeine Formel ist [h₃ENTWEDER⁺] [X^-], Wo x^- Es ist ein Anion, das aus der Auflösung einer sehr starken Säure kommt.

Diese Salze erhalten manchmal den Namen "Monohydratsäuren", da die Formel [h)₃ENTWEDER⁺] [X^-] oder h₃ENTWEDER⁺· X^- Es kann auch als hx · h geschrieben werden₂ENTWEDER. Somit kann es Dihydratsäuren geben, Hx · 2H₂Oder Trihydrate, hx · 3h₂Oder usw.

Zum Beispiel kann HCl als HCl · h kristallisieren₂OH₃ENTWEDER⁺· Cl^-. Wir haben auch andere Hydroniumsalze wie h₃ENTWEDER⁺· Clo₄^- oder HCLO₄· H₂Oder, und hbr · 4h₂OH₃ENTWEDER⁺· Br^-· 3h₂ENTWEDER.

Verweise

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