ორგანული ნაერთების მჟავა-ტუტოვანი თვისებები, იონიზაცია. იონიზაციის როლი ბიოლოგიური აქტივობის გამოვლინებაში

არენიუსის (1887) ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის თანახმად, მჟავები არის ნივთიერებები, რომლებიც წყალხსნარებში იშლება მხოლოდ წყალბადის კათიონების H+ წარმოქმნით, როგორც კატიონები, ფუძეები არის ნივთიერებები, რომელთა დისოციაციის დროს წარმოიქმნება მხოლოდ ჰიდროქსიდის ანიონები OH - როგორც. ანიონები. ეს განმარტებები მოქმედებს იმ რეაქციებზე, რომლებიც მიმდინარეობს წყალხსნარებში. ამავდროულად, ცნობილი იყო მარილების წარმოქმნამდე მიმავალი რეაქციების დიდი რაოდენობა, მაგრამ არენიუსის თეორიის მიხედვით რეაქტორები არ იყვნენ მჟავები და ფუძეები. 1923 წელს შემოთავაზებული იქნა მჟავებისა და ფუძეების ორი თეორია: ბრონსტედისა და ლოურის პროტოლიზური თეორია და ლუისის ელექტრონული თეორია.

პროტოლითური თეორიის მიხედვით, მჟავები – ეს არის იონები ან მოლეკულები, რომლებსაც შეუძლიათ წყალბადის კატიონის დონაცია, ე.ი. ნივთიერებები, რომლებიც აძლევენ პროტონებს . ფონდები – ეს არის მოლეკულები ან იონები, რომლებსაც შეუძლიათ წყალბადის კატიონის მიმაგრება, ანუ ნივთიერებები, რომლებიც წარმოადგენენ პროტონის მიმღებს ან ელექტრონების წყვილის დონორებს, რომლებიც აუცილებელია პროტონის დასამატებლად. ამ თეორიის მიხედვით, მჟავა და ფუძე ქმნიან კონიუგატ წყვილს და დაკავშირებულია განტოლებით: მჟავა ↔ ფუძე + H +.

პროტოლიზურ თეორიაში მჟავების და ფუძეების ცნებები ეხება მხოლოდ იმ ფუნქციას, რომელსაც ნივთიერება ასრულებს მოცემულ რეაქციაში. იგივე ნივთიერება, რეაქციის პარტნიორიდან გამომდინარე, შეუძლია შეასრულოს როგორც მჟავის, ასევე ფუძის ფუნქცია:

როგორც წესი, მჟავიანობა განისაზღვრება წყლის მიმართ, როგორც ბაზა. მჟავიანობის რაოდენობრივი შეფასება (მჟავას სიძლიერე) ტარდება რეაქციათა წონასწორობის მუდმივების შედარებით პროტონის მჟავიდან ფუძეში გადატანისას.

წყლის კონცენტრაცია პრაქტიკულად არ იცვლება, ამიტომ ამ განტოლების მარჯვენა და მარცხენა ნაწილების გამრავლებით [H 2 O]-ზე ვიღებთ შემდეგ გამოსახულებას:

K a - მჟავიანობის მუდმივი, რაც უფრო დიდია მჟავიანობის მუდმივი მნიშვნელობა, მით უფრო ძლიერია მჟავა.პრაქტიკაში, მოხერხებულობისთვის, ხშირად გამოიყენება არა მჟავიანობის მუდმივი, არამედ მჟავიანობის მუდმივის უარყოფითი ათობითი ლოგარითმი, რომელსაც უწოდებენ მჟავიანობის ინდექსს pK a \u003d - lg K a. ძმარმჟავისთვის, მჟავიანობის მუდმივია K a \u003d 1.75 10 -5, ხოლო მჟავიანობის ინდექსი pK a \u003d 4.75. რაც უფრო დაბალია pKa მნიშვნელობა, მით უფრო ძლიერია მჟავა.უფრო ძლიერი ჭიანჭველისთვის, ეს მნიშვნელობები ტოლია, შესაბამისად: K a \u003d 1.7 10 -4, pKa \u003d 3.77.

მჟავების სიძლიერის შედარებითი ანალიზი (ხარისხობრივი შეფასება) ტარდება მჟავების შესაბამისი კონიუგატური ფუძეების (ანიონების) მდგრადობის შედარებით. რაც უფრო სტაბილურია მჟავასთან კონიუგირებული ანიონი (ფუძე), მით უფრო ძლიერია მასთან კონიუგირებული მჟავა. ანიონების მდგრადობა დამოკიდებულია უარყოფითი მუხტის დელოკალიზაციის ხარისხზე - რაც უფრო მეტად ხდება უარყოფითი მუხტის დელოკალიზაცია, მით უფრო სტაბილურია ანიონი, მით უფრო ძლიერია კონიუგატური მჟავა..

უარყოფითი მუხტის დელოკალიზაციის ხარისხი დამოკიდებულია შემდეგ ფაქტორებზე:

მჟავა ცენტრის ატომის ბუნებიდან, ე.ი. მის ელექტრონეგატიურობასა და რადიუსზე (პოლარიზაციაზე);

მასთან დაკავშირებული რადიკალის ბუნებაზე;

ანიონის ელექტრონული სტრუქტურიდან;

4) გამხსნელის გავლენისგან.

მჟავა ცენტრის ატომის ბუნების გავლენა

მჟავა ცენტრის ბუნებიდან გამომდინარე გამოირჩევა: OH-მჟავები (ალკოჰოლები, ფენოლები, კარბოქსილის მჟავები), SH-მჟავები (თიოლები), NH-მჟავები (ამიდები, ამინები), CH-მჟავები (ნახშირწყალბადები). მჟავის ცენტრის ატომის ელექტრონეგატიურობის გავლენის გასათვალისწინებლად, ჩვენ ვიღებთ ნაერთებს, რომლებშიც მჟავა ცენტრის ატომები დაკავშირებულია იმავე შემცვლელებთან: CH 4, NH 3, H 2 O. მჟავა ცენტრების ყველა ატომი მდებარეობს იმავე პერიოდში ელექტრონეგატიურობა იზრდება ნახშირბადიდან ჟანგბადამდე, იმავე მიმართულებით ხდება ბმების პოლარობის ზრდა და წყალბადის ატომთან მჟავა ცენტრების ატომების ბმების სიძლიერის დაქვეითება. ამგვარად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ნაერთების უნარი წყალბადის კატიონის დაშლისას იზრდება მეთანიდან წყალში გადასვლისას, ე.ი. იყავით პროტონის დონორები. ამავდროულად, წარმოქმნილი H 3 C -, H 2 N -, HO - ანიონების სერიაში, მათი სტაბილურობა იზრდება, რადგან მჟავა ცენტრის ატომის ელექტრონეგატიურობის მატებასთან ერთად, იზრდება მისი უარყოფითი მუხტის შენარჩუნების უნარი. ნაერთების სერიაში მეთანი - ამიაკი - წყალი ძლიერდება მჟავე თვისებები. H 2 S მოლეკულის ამ სამ მოლეკულასთან შედარებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ არა მხოლოდ გოგირდის ატომის ელექტრონეგატიურობა, არამედ გოგირდის ატომური რადიუსი და ამ ატომის პოლარიზება. გოგირდი შუალედურია ელექტრონეგატიურობაში ნახშირბადსა და აზოტს შორის. ზემოაღნიშნული მსჯელობიდან გამომდინარე, მოსალოდნელია, რომ H 2 S-ის მჟავე თვისებები უფრო გამოხატული იქნება, ვიდრე მეთანისა, მაგრამ უფრო სუსტი ვიდრე ამიაკის. მაგრამ გოგირდის ატომს მჟავას განხილულ ადგილებს შორის აქვს ყველაზე დიდი ატომური რადიუსი (როგორც მესამე პერიოდის ელემენტი), რაც იწვევს წყალბადის ატომთან უფრო დიდ კავშირს და მის დაბალ სიძლიერეს. გარდა ამისა, ატომური რადიუსი, რომელიც უფრო დიდია, ვიდრე სხვა მჟავა უბნების რადიუსი, უზრუნველყოფს გოგირდის ატომის უფრო მეტ პოლარიზებას, ანუ HS ანიონის უნარს, გაანაწილოს ელექტრონის სიმკვრივე და უარყოფითი მუხტი უფრო დიდ მოცულობაში, რაც ზრდის სტაბილურობას. ამ ანიონის ზემოთ განხილულთან შედარებით. ამრიგად, ეს მჟავები და მათი შესაბამისი კონიუგირებული ფუძეები (ანიონები) შეიძლება განლაგდეს ზედიზედ მჟავე თვისებების გაძლიერებისა და ანიონების სტაბილურობის გაზრდის მიხედვით:

მსგავსი სურათი ასევე შეინიშნება ნაერთებისთვის, რომლებშიც მჟავის ცენტრის ატომი ერთსა და იმავე ორგანულ რადიკალს უკავშირდება:

CH მჟავები ავლენენ ყველაზე სუსტ მჟავე თვისებებს, თუმცა ალკანები, ალკენები და ალკინები გარკვეულწილად განსხვავდებიან მჟავიანობით.

ამ სერიაში მჟავიანობის მატება განპირობებულია ნახშირბადის ატომის ელექტრონეგატიურობის ზრდით sp 3-დან sp ჰიბრიდიზაციაზე გადასვლისას.

შემცვლელების გავლენა, რომლებიც დაკავშირებულია მჟავას ადგილზე

ელექტრონის შემცვლელი შემცვლელები ზრდის მჟავიანობასკავშირები. ელექტრონის სიმკვრივის საკუთარ თავზე გადატანით, ისინი ხელს უწყობენ პოლარობის ზრდას და მჟავის ცენტრის ატომსა და წყალბადის ატომს შორის კავშირის სიძლიერის შემცირებას და ხელს უწყობენ პროტონის ელიმინაციას. ელექტრონის სიმკვრივის გადანაცვლება ელექტრონის ამომყვან შემცვლელზე იწვევს ანიონში უარყოფითი მუხტის უფრო დიდ დელოკალიზაციას და მისი სტაბილურობის ზრდას.

ელექტრონის დონორი შემცვლელები ამცირებენ ნაერთების მჟავიანობას,ვინაიდან ისინი აშორებენ ელექტრონის სიმკვრივეს საკუთარ თავს, რაც იწვევს ანიონში მჟავა ცენტრის ატომზე უარყოფითი მუხტის ლოკალიზაციას და მისი სტაბილურობის დაქვეითებას, ენერგიის მატებას, რაც ართულებს მის წარმოქმნას.

ანიონების ელექტრონული სტრუქტურის გავლენა

ანიონში უარყოფითი მუხტის დელოკალიზაციის ხარისხზე და მის სტაბილურობაზე ძლიერ გავლენას ახდენს კონიუგირებული სისტემის არსებობა და მეზომერული ეფექტის გამოვლინება. უარყოფითი მუხტის დელოკალიზაცია კონიუგაციის სისტემის გასწვრივ იწვევს ანიონის სტაბილიზაციას, ანუ მოლეკულების მჟავე თვისებების გაძლიერებას.

კარბოქსილის მჟავების და ფენოლის მოლეკულები ქმნიან უფრო სტაბილურ ანიონებს და ავლენენ უფრო ძლიერ მჟავე თვისებებს, ვიდრე ალიფატური სპირტები და თიოლები, რომლებშიც მეზომერული ეფექტი არ ვლინდება.

გამხსნელი ეფექტი

გამხსნელის მოქმედება ნაერთის მჟავე თვისებების გამოვლინებაზე შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი. ასე, მაგალითად, მარილმჟავა, რომელიც არის ძლიერი მჟავა წყალხსნარში, პრაქტიკულად არ ავლენს მჟავე თვისებებს ბენზოლის ხსნარში. წყალი, როგორც ეფექტური მაიონებელი გამხსნელი, ხსნის წარმოქმნილ იონებს, რითაც ასტაბილურებს მათ. ბენზოლის მოლეკულები, როგორც არაპოლარული, არ შეუძლიათ გამოიწვიონ წყალბადის ქლორიდის მოლეკულების მნიშვნელოვანი იონიზაცია და არ შეუძლიათ წარმოქმნილი იონების სტაბილიზაციას ხსნარის გამო.

მჟავებისა და ფუძეების პროტოლიზურ თეორიაში განასხვავებენ ფუძეების ორ ტიპს - p-ბაზები და n-ბაზები(ონიუმის ფუძეები).

p-ბაზები არის ნაერთები, რომლებიც უზრუნველყოფენ p-ბმა ელექტრონების წყვილს პროტონთან კავშირის შესაქმნელად. მათ შორისაა ალკენები, დიენები, არომატული ნაერთები. ისინი ძალიან სუსტი ბაზებია, რადგან ელექტრონების წყვილი არ არის თავისუფალი, მაგრამ ქმნის p-ბმას, ანუ ის ეკუთვნის ორივე ატომს. განათლებისთვის ს- პროტონთან კავშირმა ჯერ უნდა გაწყვიტოს p-ბმა, რომელიც ენერგიას მოითხოვს.

n-ბაზები (ონიუმის ფუძეები) -ეს არის მოლეკულები ან იონები, რომლებიც უზრუნველყოფენ p-ელექტრონების მარტოხელა წყვილს პროტონთან კავშირის შესაქმნელად. ძირითადი ცენტრის ხასიათის მიხედვით გამოირჩევა: ამონიუმის ფუძეები, ოქსონიუმის ფუძეები და სულფონიუმის ფუძეები.

ამონიუმის ბაზები -ეს არის ნაერთები, რომლებშიც ბაზისურობის ცენტრია აზოტის ატომი p-ელექტრონების ცალკეული წყვილით (ამინები, ამიდები, ნიტრილები, აზოტის შემცველი ჰეტეროციკლები, იმინები და ა.შ.)

ოქსონიუმის ფუძეები- ეს არის ნაერთები, რომლებშიც ბაზისურობის ცენტრია ჟანგბადის ატომი p-ელექტრონების ცალკეული წყვილით (ალკოჰოლები, ეთერები და ეთერები, ალდეჰიდები, კეტონები, კარბოქსილის მჟავები და ა.შ.)

სულფონიუმის ფუძეები -ეს არის ნაერთები, რომლებშიც ბაზისურობის ცენტრია გოგირდის ატომი p-ელექტრონების ცალკეული წყვილით (თიოალკოჰოლები, თიოეთერები და ა.შ.).

B ფუძის სიძლიერე წყალში შეიძლება შეფასდეს წონასწორობის გათვალისწინებით:

საფუძვლიანობის მუდმივი K B, ისევე როგორც მჟავიანობის მუდმივი K a, მოხერხებულობისთვის გამოიხატება pK B მნიშვნელობით, რომელიც რიცხობრივად უდრის ფუძეობის მუდმივის უარყოფით ათობითი ლოგარითმს. რაც უფრო დიდია ბაზისურობის მუდმივი K B და რაც უფრო მცირეა pK B, მით უფრო ძლიერია ფუძე.

ფუძეების სიმტკიცის რაოდენობრივად, ასევე გამოიყენება BH + კონიუგატური მჟავის მჟავიანობის ინდექსი pK a, რომელიც აღინიშნება pK BH +-ით:

რაც უფრო მცირეა K BH + და რაც უფრო დიდია pK BH + მნიშვნელობა, მით უფრო ძლიერია ბაზა. pK B მნიშვნელობები წყალში შეიძლება გარდაიქმნას pK BH-ად + თანაფარდობის გამოყენებით: pK B + pK BH + = 14.

ფუძეების სიძლიერე დამოკიდებულია: 1) მთავარი ცენტრის ატომის ბუნებაზე - ელექტრონეგატიურობასა და პოლარიზებადობაზე (ატომის რადიუსზე); 2) ძირითად ცენტრთან დაკავშირებული შემცვლელების ელექტრონული ეფექტებიდან; 3) გამხსნელის გავლენისგან.

ძირითადი ცენტრის ატომის ბუნების გავლენა

მთავარი ცენტრის ატომის ელექტრონეგატიურობის მატებასთან ერთად, ფუძეების სიძლიერე მცირდება, რადგან რაც უფრო დიდია ელექტრონეგატიურობა, მით უფრო ძლიერდება ატომი თავის მარტოხელა წყვილ ელექტრონებს და, შესაბამისად, მისთვის უფრო რთულია მისი მიწოდება. შექმენით კავშირი პროტონთან. აქედან გამომდინარე, ოქსონიუმის ფუძეები უფრო სუსტია, ვიდრე ამონიუმის ფუძეები, რომლებიც შეიცავს იმავე შემცვლელებს მთავარ ცენტრში:

სულფონიუმის ფუძეები, რომლებიც შეიცავს იგივე შემცვლელებს მთავარ ცენტრში, ავლენენ კიდევ უფრო სუსტ ძირითად თვისებებს. გოგირდის ატომს, თუმცა ნაკლებად ელექტროუარყოფითი ვიდრე ჟანგბადის და აზოტის ატომები, აქვს უფრო დიდი ატომური რადიუსი და ხასიათდება უფრო დიდი პოლარიზებულობით, ამიტომ გარე ფენის ელექტრონების მარტოხელა წყვილისთვის პროტონთან კავშირის შექმნა უფრო რთულია.

მთავარ ცენტრთან ასოცირებული დეპუტატების გავლენა

ელექტრონის დონორი შემცვლელები, ელექტრონის სიმკვრივის მთავარი ცენტრის ატომზე გადატანით, ხელს უწყობენ პროტონის დამატებას, რითაც აძლიერებენ ძირითად თვისებებს. ელექტრონის ამომყვანი შემცვლელები, რომლებიც ცვლიან ელექტრონის სიმკვრივეს თავისკენ, ამცირებენ მას მთავარ ცენტრში, რაც ართულებს პროტონის მიმაგრებას და ასუსტებს ძირითად თვისებებს:

გამხსნელის გავლენა:

ვინაიდან ბაზის სიმტკიცის მატება დაკავშირებულია პროტონის მიმაგრების უნარის მატებასთან და, შესაბამისად, ნაწილობრივი უარყოფითი მუხტის მატებასთან მთავარ ცენტრში, შეიძლება ველოდოთ ბაზისურობის ზრდას ამონიუმის ფუძეების NH 3 სერიაში.< RNH 2 < R 2 NH < R 3 N в результате усиления индуктивного эффекта при последовательном увеличении числа алкильных групп. В действительности, однако, ряд аминов имеет следующие значения рК ВН + :

როგორც მოსალოდნელი იყო, ამიაკის მოლეკულაში ალკილის ჯგუფის შეყვანა მნიშვნელოვნად ზრდის ნაერთების ფუძეულობას, ეთილის ჯგუფს აქვს ოდნავ მეტი ეფექტი, ვიდრე მეთილის ჯგუფი. მეორე ალკილის ჯგუფის დანერგვა იწვევს ბაზისურობის შემდგომ ზრდას, მაგრამ მისი დანერგვის ეფექტი გაცილებით ნაკლებად გამოხატულია. მესამე ალკილის ჯგუფის შეყვანა იწვევს ბაზისურობის შესამჩნევ შემცირებას. ეს სურათი აიხსნება იმით, რომ წყალში ამინის ფუძეობა განისაზღვრება არა მხოლოდ აზოტის ატომზე წარმოქმნილი უარყოფითი მუხტის სიდიდით, არამედ პროტონის ხსნარში დამატების შემდეგ წარმოქმნილი კათიონის უნარით. და, შესაბამისად, მისი სტაბილიზაცია. რაც უფრო მეტი წყალბადის ატომია მიბმული აზოტის ატომთან, მით მეტი ხსნარი ვლინდება მოლეკულური წყალბადის ბმების წარმოქმნის გამო და მით უფრო სტაბილური ხდება კატიონი. ნაერთების ზემოაღნიშნულ სერიაში ბაზიანობა იზრდება, მაგრამ კათიონის სტაბილიზაცია იმავე მიმართულებით ჰიდრატაციის შედეგად მცირდება და ამცირებს ბაზისურობის გამოვლინებას. ასეთი ცვლილება არ შეინიშნება, თუ ბაზისურობის გაზომვები ტარდება გამხსნელებში, რომლებშიც არ არის წყალბადის ბმები: ბუტილამინის ფუძე ქლორობენზოლში იზრდება სერიებში: C 4 H 9 NH 2.< (С 4 Н 9) 2 NH < (С 4 Н 9) 3 N.

ლექცია #5

ნუკლეოფილური ჩანაცვლებისა და ელიმინაციის კონკურენტული რეაქციები გაჯერებულ ნახშირბადის ატომში

ნუკლეოფილური ჩანაცვლების რეაქციების დროს ალკოჰოლები, თიოლები, ამინები და ჰალოგენის წარმოებულები მოქმედებენ როგორც სუბსტრატები; ნაერთები, რომელთა მოლეკულები შეიცავს sp 3 ჰიბრიდულ ნახშირბადის ატომებს, რომლებიც დაკავშირებულია კოვალენტური პოლარული ბმით ფუნქციური ჯგუფის უფრო ელექტროუარყოფით ატომთან. ანიონები და ნეიტრალური მოლეკულები, რომლებსაც აქვთ ატომი ერთი ან მეტი წყვილი ელექტრონით, მოქმედებენ როგორც ნუკლეოფილური ნაწილაკები ამ რეაქციებში.

ელექტროლიტის მოლეკულების იონებად დაშლა პოლარული გამხსნელის მოლეკულების მოქმედებით ე.წ. ელექტროლიტური დისოციაცია. ნივთიერებებს, რომელთა წყალხსნარები ან დნობები ატარებენ ელექტროენერგიას, ეწოდება ელექტროლიტები.

მათ შორისაა წყალი, მჟავები, ფუძეები და მარილები. წყალში გახსნისას ელექტროლიტების მოლეკულები იშლება დადებით იონებად - კათიონებიდა უარყოფითი - ანიონები. ელექტროლიტური დისოციაციის პროცესი გამოწვეულია ნივთიერებების წყალთან ან სხვა გამხსნელთან ურთიერთქმედებით, რაც იწვევს ჰიდრატირებული იონების წარმოქმნას.

ასე რომ, წყალბადის იონი ქმნის ჰიდრონიუმის იონს:

H+ + H2O «H3O+.

გამარტივებისთვის, ჰიდრონიუმის იონი იწერება წყლის მოლეკულების მითითების გარეშე, ანუ H +.

NaCl + nH2O ® Na+(H2O)x + Cl–(H2O)n-x,

ან მიიღება ჩანაწერი: NaCl « Na+ + Cl–.

მჟავების, ფუძეების, მარილების დისოციაცია

მჟავებიელექტროლიტებს ელექტროლიტებს უწოდებენ, რომელთა დისოციაციის დროს მხოლოდ წყალბადის კათიონები წარმოიქმნება კათიონებად. Მაგალითად,

HNO3 «H+ + NO3–

პოლიბაზური მჟავები ეტაპობრივად იშლება. მაგალითად, ჰიდროსულფიდის მჟავა იშლება ეტაპად:

H2S «H+ + HS– (პირველი ნაბიჯი)

HS– «H+ + S2– (მეორე ეტაპი)

პოლიბაზური მჟავების დისოციაცია ძირითადად პირველ ეტაპზე მიმდინარეობს. ეს აიხსნება იმით, რომ ენერგია, რომელიც უნდა დაიხარჯოს იონის ნეიტრალური მოლეკულისგან გასაწყვეტად, მინიმალურია და ყოველი მომდევნო საფეხურის დისოციაციისას უფრო დიდი ხდება.

საფუძველიელექტროლიტები, რომლებიც ხსნარში იშლება, რომლებიც ქმნიან მხოლოდ ჰიდროქსიდის იონებს, როგორც ანიონებს. Მაგალითად,

NaOH ® Na+ + OH–

პოლიაციდური ფუძეები იშლება ნაბიჯებით

Mg(OH)2 «MgOH+ + OH– (პირველი ნაბიჯი)

MgOH+ «Mg2+ + OH– (მეორე ეტაპი)

მჟავებისა და ფუძეების ეტაპობრივი დისოციაცია ხსნის მჟავე და ძირითადი მარილების წარმოქმნას.

არსებობს ელექტროლიტები, რომლებიც ერთდროულად იშლება როგორც ძირითადი და როგორც მჟავე. მათ ეძახიან ამფოტერული.

H+ + RO– «ROH «R+ + OH–

ამფოტერიულობა აიხსნება R-H და O-H ბმების სიძლიერის მცირე სხვაობით.

ამფოტერულ ელექტროლიტებს მიეკუთვნება წყალი, თუთიის, ალუმინის, ქრომის (III), კალის (II, IV), ტყვიის (II, IV) ჰიდროქსიდები და ა.შ.

ამფოტერული ჰიდროქსიდის დისოციაცია, როგორიცაა Sn(OH)2, შეიძლება გამოისახოს განტოლებით:

2H+ + SnO22– «Sn(OH)2 «Sn2+ + 2OH–

2H2O¯ ძირითადი თვისებები

2სთ+ + 2–

მჟავა თვისებები

მარილებიელექტროლიტები, რომლებიც დისოციაციისას წარმოქმნიან ლითონის კატიონებს, ან კომპლექსურ კატიონებს და მჟავას ნარჩენების ან რთულ ანიონებს.

საშუალო მარილები, წყალში ხსნადი, თითქმის მთლიანად იშლება

Al2(SO4)3 «2Al3+ + 2SO42–

(NH4)2CO3 «2NH4+ + CO32–

მჟავა მარილები იშლება ეტაპად, მაგალითად:

NaHCO3 «Na+ + HCO3– (პირველი ნაბიჯი)

მჟავა მარილების ანიონები შემდგომში უმნიშვნელოდ იშლება:

HCO3– «H+ + CO32– (მეორე ეტაპი)

ძირითადი მარილის დისოციაცია შეიძლება გამოისახოს განტოლებით

CuOHCl «CuOH+ + Cl– (პირველი ეტაპი)

CuOH+ « Cu+2 + OH– (მეორე ეტაპი)

ძირითადი მარილების კათიონები მეორე ეტაპზე იშლება მცირე რაოდენობით.

ორმაგი მარილები არის ელექტროლიტები, რომლებიც დისოციაციისას წარმოქმნიან ლითონის კატიონების ორ ტიპს. მაგალითად

KAl(SO4)2 «K+ + Al3+ + 2SO42–.

რთული მარილები ელექტროლიტებია, რომელთა დისოციაციის დროს წარმოიქმნება ორი ტიპის იონი: მარტივი და რთული. Მაგალითად:

Na2 «2Na+ + 2–

ელექტროლიტური დისოციაციის რაოდენობრივი მახასიათებელია დისოციაციის ხარისხიატოლია იონებად დაშლილი მოლეკულების რაოდენობის თანაფარდობა (n) გახსნილი მოლეკულების საერთო რაოდენობასთან (N)

დისოციაციის ხარისხი გამოიხატება ერთეულის ან პროცენტის წილადებში.

დისოციაციის ხარისხის მიხედვით, ყველა ელექტროლიტი იყოფა ძლიერ (a> 30%), სუსტად (a.<3%) и средней силы (a - 3-30%).

ძლიერი ელექტროლიტებიწყალში გახსნისას ისინი მთლიანად იშლება იონებად. Ესენი მოიცავს:

	HCl, HBr, HJ, HNO3, H2SO4, HClO3, HClO4, HMnO4, H2SeO4
ფონდები	NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2
	წყალში ხსნადი (დანართი, ცხრილი 2)

ქიმიის ჯადოსნურ სამყაროში ნებისმიერი ტრანსფორმაცია შესაძლებელია. მაგალითად, შეგიძლიათ მიიღოთ უსაფრთხო ნივთიერება, რომელიც ხშირად გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში, რამდენიმე სახიფათოსგან. ელემენტების ასეთ ურთიერთქმედებას, რის შედეგადაც მიიღება ერთგვაროვანი სისტემა, რომელშიც ყველა ნივთიერება, რომელიც შედის რეაქციაში, იშლება მოლეკულებად, ატომებად და იონებად, ეწოდება ხსნადობა. იმისათვის, რომ გავიგოთ ნივთიერებების ურთიერთქმედების მექანიზმი, ღირს ყურადღება მიაქციოთ ხსნადობის ცხრილი.

კონტაქტში

კლასელები

ცხრილი, რომელიც აჩვენებს ხსნადობის ხარისხს, ერთ-ერთი დამხმარე საშუალებაა ქიმიის შესასწავლად. მათ, ვინც ერკვევა მეცნიერებაში, ყოველთვის ვერ ახსოვს, როგორ იხსნება გარკვეული ნივთიერებები, ამიტომ მაგიდა ყოველთვის ხელთ უნდა გქონდეთ.

ის ხელს უწყობს ქიმიური განტოლებების ამოხსნას, სადაც იონური რეაქციებია ჩართული. თუ შედეგი არის უხსნადი ნივთიერება, მაშინ რეაქცია შესაძლებელია. რამდენიმე ვარიანტია:

• ნივთიერება კარგად იხსნება;
• იშვიათად ხსნადი;
• პრაქტიკულად უხსნადი;
• უხსნადი;
• ჰიდროლიზდება და არ არსებობს წყალთან კონტაქტში;
• Არ არსებობს.

ელექტროლიტები

ეს არის ხსნარები ან შენადნობები, რომლებიც ატარებენ ელექტროენერგიას. მათი ელექტრული გამტარობა აიხსნება იონების მობილურობით. ელექტროლიტები შეიძლება დაიყოს 2 ჯგუფი:

1. ძლიერი. იხსნება მთლიანად, განურჩევლად ხსნარის კონცენტრაციის ხარისხისა.
2. სუსტი. დისოციაცია ხდება ნაწილობრივ, დამოკიდებულია კონცენტრაციაზე. მცირდება მაღალი კონცენტრაციის დროს.

დაშლის დროს ელექტროლიტები იშლება იონებად სხვადასხვა მუხტით: დადებითი და უარყოფითი. დენის ზემოქმედებისას დადებითი იონები მიმართულია კათოდისკენ, ხოლო უარყოფითი იონები მიმართულია ანოდისკენ. კათოდი დადებითია და ანოდი უარყოფითი. შედეგად, ხდება იონების მოძრაობა.

დისოციაციის პარალელურად ხდება საპირისპირო პროცესი - იონების გაერთიანება მოლეკულებად. მჟავები ისეთი ელექტროლიტებია, რომელთა დაშლის დროს წარმოიქმნება კატიონი – წყალბადის იონი. ანიონური ფუძეები ჰიდროქსიდის იონებია. ტუტე არის ფუძეები, რომლებიც იხსნება წყალში. ელექტროლიტებს, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან როგორც კათიონები, ასევე ანიონები, ეწოდება ამფოტერული.

იონები

ეს არის ისეთი ნაწილაკი, რომელშიც მეტი პროტონი ან ელექტრონია, მას ანიონს ან კატიონს ეძახიან, იმისდა მიხედვით, თუ რა არის მეტი: პროტონები თუ ელექტრონები. როგორც დამოუკიდებელი ნაწილაკები, ისინი გვხვდება აგრეგაციის მრავალ მდგომარეობაში: აირები, სითხეები, კრისტალები და პლაზმა. კონცეფცია და სახელი შემოიღო მაიკლ ფარადეიმ 1834 წელს. მან შეისწავლა ელექტროენერგიის მოქმედება მჟავების, ტუტეების და მარილების ხსნარებზე.

მარტივი იონები ატარებენ ბირთვს და ელექტრონებს. ბირთვი შეადგენს თითქმის მთელ ატომურ მასას და შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისგან. პროტონების რაოდენობა ემთხვევა პერიოდულ სისტემაში ატომის სერიულ ნომერს და ბირთვის მუხტს. იონს არ აქვს გარკვეული საზღვრები ელექტრონების ტალღური მოძრაობის გამო, ამიტომ მათი ზომის გაზომვა შეუძლებელია.

ელექტრონის ატომიდან გამოყოფა, თავის მხრივ, მოითხოვს ენერგიის ხარჯვას. მას იონიზაციის ენერგია ჰქვია. როდესაც ელექტრონი მიმაგრებულია, ენერგია გამოიყოფა.

კათიონები

ეს არის ნაწილაკები, რომლებსაც აქვთ დადებითი მუხტი. მათ შეიძლება ჰქონდეთ მუხტის განსხვავებული მნიშვნელობები, მაგალითად: Ca2+ არის ორმაგად დამუხტული კატიონი, Na+ არის ცალკე დამუხტული კატიონი. მიგრაცია უარყოფით კათოდში ელექტრულ ველში.

ანიონები

ეს არის ელემენტები, რომლებსაც აქვთ უარყოფითი მუხტი. და მას ასევე აქვს მუხტების განსხვავებული რაოდენობა, მაგალითად, CL- არის ერთჯერადი დამუხტული იონი, SO42- არის ორმაგად დამუხტული იონი. ასეთი ელემენტები არის იონური კრისტალური ბადის მქონე ნივთიერებების ნაწილი, საერთო მარილში და ბევრ ორგანულ ნაერთში.

• ნატრიუმის. ტუტე ლითონი. გარე ენერგიის დონეზე მდებარე ერთი ელექტრონის დათმობის შემდეგ, ატომი გადაიქცევა დადებით კატიონად.
• ქლორი. ამ ელემენტის ატომი იღებს ერთ ელექტრონს ბოლო ენერგეტიკულ დონემდე, ის გადაიქცევა უარყოფით ქლორიდის ანიონად.
• Მარილი. ნატრიუმის ატომი ელექტრონს აძლევს ქლორს, შედეგად, ბროლის ბადეში ნატრიუმის კატიონი გარშემორტყმულია ქლორის ექვსი ანიონით და პირიქით. ამ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება ნატრიუმის კატიონი და ქლორიდის ანიონი. ურთიერთმიზიდულობის გამო წარმოიქმნება ნატრიუმის ქლორიდი. მათ შორის იქმნება ძლიერი იონური კავშირი. მარილები არის კრისტალური ნაერთები იონური კავშირით.
• მჟავის ნარჩენი. ეს არის უარყოფითად დამუხტული იონი, რომელიც გვხვდება რთულ არაორგანულ ნაერთში. ის გვხვდება მჟავებისა და მარილების ფორმულებში, ჩვეულებრივ დგას კატიონის შემდეგ. თითქმის ყველა ასეთ ნარჩენს აქვს საკუთარი მჟავა, მაგალითად, SO4 - გოგირდის მჟავისგან. ზოგიერთი ნარჩენების მჟავები არ არსებობს და ისინი ფორმალურად იწერება, მაგრამ ისინი ქმნიან მარილებს: ფოსფიტის იონს.

ქიმია არის მეცნიერება, სადაც შესაძლებელია თითქმის ნებისმიერი სასწაულის შექმნა.

საფუძვლები: კლასიფიკაცია, თვისებები ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის იდეებზე დაყრდნობით. პრაქტიკული გამოყენება.

ბაზები არის რთული ნივთიერებები, რომლებიც მოიცავს ლითონის ატომებს (ან ამონიუმის ჯგუფს NH 4), რომლებიც დაკავშირებულია ერთ ან მეტ ჰიდროქსილის ჯგუფთან (OH).

ზოგადად, ფუძე შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ფორმულით: Me (OH) n.

ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის თვალსაზრისით(TED), ფუძეები ელექტროლიტებია, რომელთა დისოციაციის დროს ანიონებად მიიღება მხოლოდ ჰიდროქსიდის ანიონები (OH -). მაგალითად, NaOH \u003d Na + + OH -.

კლასიფიკაცია.საფუძვლები

წყალში ხსნადი - წყალში უხსნადი ტუტე

მაგალითად, მაგალითად,

NaOH - ნატრიუმის ჰიდროქსიდი Cu (OH) 2 - სპილენძის (II) ჰიდროქსიდი

Ca (OH) 2 - კალციუმის ჰიდროქსიდი Fe (OH) 3 - რკინის (III) ჰიდროქსიდი

NH 4 OH - ამონიუმის ჰიდროქსიდი

ფიზიკური თვისებები. თითქმის ყველა ფუძე მყარია. ისინი წყალში ხსნადი (ტუტე) და უხსნადია. სპილენძის (II) ჰიდროქსიდი Cu (OH) 2 არის ლურჯი, რკინის (III) ჰიდროქსიდი Fe (OH) 3 ყავისფერია, დანარჩენი უმეტესობა თეთრია. ტუტე ხსნარები შეხებით საპნიანია.

ქიმიური თვისებები.

ხსნადი ფუძეები - ტუტეები	უხსნადი ფუძეები (მათი უმეტესობა)
1. შეცვალეთ ინდიკატორის ფერი: წითელი ლაკმუსი - ლურჯი, უფერო ფენოლფთალეინი - ჟოლო.	---–– ინდიკატორები არ იმოქმედებს.
2. რეაქცია მჟავებთან (ნეიტრალიზაციის რეაქცია). ფუძე + მჟავა \u003d მარილი + წყალი 2KOH + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2H 2 O იონური ფორმით: 2K + + 2OH - + 2H + + SO 4 2- \u003d 2K + + SO 4 2- + 2H 2 O 2H + + 2OH - \u003d 2H 2 O	1. რეაგირება მჟავებთან: Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 = CuSO 4 + 2H 2 O ფუძე + მჟავა = მარილი + წყალი.
3. რეაგირება მარილის ხსნარებით: ტუტე + მარილი = ახალი. ტუტე + ახალი მარილი (პირობა: ნალექის წარმოქმნა ↓ ან აირის). Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2 NaOH 4 2– = BaSO 4 .↓	2. გაცხელებისას იშლება ოქსიდში და წყალში. Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O რეაქციები მარილის ხსნარებთან არ არის ტიპიური.
4. რეაგირება მჟავა ოქსიდებთან: ტუტე + მჟავა ოქსიდი \u003d მარილი + წყალი 2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O იონური ფორმით: 2Na + + 2OH - + CO 2 \u003d 2Na + + CO 3 2 – + H 2 O 2OH - + CO 2 \u003d CO 3 2- + H 2 O	მჟავა ოქსიდებთან რეაქციები არ არის ტიპიური.
5. რეაგირება ცხიმებთან საპნის წარმოქმნით.	ისინი არ რეაგირებენ ცხიმებთან.

	|	შემდეგი ლექცია ==>