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酸性度と塩基度についての疑問
- 参考書の問題で酸性度と塩基度についての疑問があります。
- (1)の問題では、アニオンの大きさと電気陰性度から酸性度を求める方法があります。
- (2)の問題でも同様にポイントを考えて答えを導く方法があるかもしれません。
- madetypeplanet
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(1)に関して、「アニオンA^-が大きいと・・・」ということの意味がわかりません。サイズのことでしょうか？ いずれにせよ、この系では電気陰性度から考えるのが正解です。すなわち、D>C>B>Aです。 (2)メチル基などのアルキル基は電子供与性です。電子供与性基は、窒素上の電子密度を増大させます。その結果、窒素上の負電荷が大きくなり、塩基性が強くなります。したがって、3個のメチル基を持つ(F)は、1個のメチル基しかもたない(G)よりも強塩基であり、(G)はメチル基をもたない(E)よりは強塩基です。 それに対して、CF3は、フッ素原子の影響で電子求引性を持ちます、結果的に、窒素上の負電荷を自分の方に引き込みますので、窒素上の負電荷が低下します。その結果、(H)は(E)～(H)の中では、もっとも塩基性が弱くなります。 ただし、いささかややこしいことに、(F)の場合には、共役酸であるトリメチルアンモニウムイオンになった場合に、立体的な要因で不安定化されます。したがって、水溶液中では(G)よりも弱く、(E)よりも強い塩基になります。 気相中では、上での説明通りF>G>E>Hになります。 ・・・少々、歯切れが悪いですが、これが現実のようです。
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No.1,2.です。 あなたの理解できていない部分がやっとわかりました。 酸に関する追加説明です。 (1)カルボン酸が電離すると-COO^-の形になり、この部分の全体にわたって負電荷が生じます。 (2)その一方で、B,C,Dでは電気陰性度の大きいハロゲン原子は炭素に結合しています。 (3)そうすると、電気陰性度の大きいハロゲンが電子を引き寄せ、結果的にハロゲン原子に負電荷が偏ります。 (4)その結果、炭素上に正電荷が生じます。 (5)ここで生じた正電荷は、-COO^-上の負電荷を中和することによって安定化させることが出来ます。 ・・・ということは、電気陰性度が大きいハロゲン（例えばF）が、多くついている方が、(4)での正電荷が大きくなり、(5)での安定化も大きくなります。 -COO^-が安定化されるということは、カルボン酸の解離平衡が、解離する方向に偏ることになりますので、酸性は強くなります。 要するに、電気陰性度の大きいハロゲンの電子求引性の影響が、-COO^-にまでおよび、酸性を強める作用をするということです。
お礼
そういうことだったのですか。わざわざありがとうございます。 ホントありがとうございました。
No.1です。 状況はわかりました。おそらく、下記のようなことだと思います。 ＞『アニオンＡ^－が大きいと酸性度は強くなる』 ＊これは、たとえばCl^-,Br^-,I^-などのことだと思います。酸性の強さからすればHI>HBr>HCl>HFの順になるということと対応していると思って下さい。これ以外にも、H2SがH2Oよりも強い酸であるということも該当するでしょう。 ＞核電荷の多い電子のＡ^－ほど安定。 ＊電子→原子の間違いだと思いますが、これも上で説明したのと同じことを述べています。 ご質問の系ではいずれも、負電荷を持つのは、カルボキシル基の酸素原子ですので、上述の議論は関係ないと思って下さい。
補足
早い回答ありがとうございます。 アニオンＡ^－についてのことですが・・・ 参考書には、 核電荷の多い電子のＡ^－ほど安定。 同一周期の電子では、核電荷の多い原子ほど電子を引きつける力が強く、アニオンＡ＾－が安定する。 Ｆ＾－ ＞ Ｏ＾－ ＞ Ｎ＾－ ＞ Ｃ＾－ と書いてありました。 Ａ＾－はＡの右上に小さな－がついてるものです。