منو
 صفحه های تصادفی
آموزش صحبت کردن به کر و لال‌ها
انواع گرده جوش در جوش برق
برخورد نادر با پسرش
مهندسی
چند زنی در روستا
شیمی تجزیه کمی
لامپ الکترونی
آسمان پر ستاره
زلزله شناسی
ابزار مورد نیاز جوشکاری
 کاربر Online
480 کاربر online

اسید و باز سخت و نرم

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی > شیمی معدنی > شیمی مواد
(cached)

مفهوم اسیدها و بازهای سخت و نرم (HSAB) که توسط رالف پیرسون گسترش یافت، به عنوان توضیحی برای داده‌های مربوط به واکنشهای یونهای فلزی و آنیونها می‌باشد. این مفهوم از آن زمان تا به حال ، گسترده‌تر شده است، طوری که واکنشهای متعدد دیگری را دربر می‌گیرد و در این اواخر بر پایه ریاضی بیشتر استوار گردیده است.

قواعد فاجانز در پیش بینی رفتار نمکهای خاص

در طی سالهای زیادی ، شیمیدانها سعی کردند مشاهدات تجربی همچون عدم انحلال پذیری هالیدهای نقره و نمکهای دیگر را که می‌توان از آنها برای تفکیک یونهای فلزها به صورت گروهی ، برای شناسایی در طرح تجزیه کیفی ، استفاده کرد، توضیح دهند. فاجانز پیشنهاد کرد که عدم انحلال پذیری یک نمک در آب ، نتیجه تشکیل مقداری پیوند کووالانسی در این ترکیبات است، زیرا آب ترکیباتی یونی را خیلی راحت‌تر از ترکیبات کووالانسی حل می‌کند. او روابط زیر را پیشنهاد کرد:


  1. خصلت کووالانسی با افزایش اندازه آنیون و کاهش اندازه کاتیون افزایش می‌یابد.

  2. با افزایش بار روی هر از یک یونها ، خصلت کووالانسی افزایش می‌یابد.

  3. خصلت کووالانسی در کاتیونهای دارای آرایش الکترونی غیر گاز نجیب بیشتر است.

    برای مثال ، نسبت به خیلی کمتر انحلال پذیر است. AgS نسبت به AgO خیلی کمتر انحلال پذیر است. نمکهای فلزهای واسطه بطور کلی نسبت به نمکهای فلزهای قلیایی و قلیایی خاکی کمتر انحلال پذیر هستند.

    این قواعد در پیش بینی رفتار ترکیبهای خاص کاتیون _ آنیون نسبت به قواعد دیگر مفیدتر هستند، گرچه برای توجیه همه چنین واکنشهایی کافی نیستند. مفهوم HSAB دیدگاه کلی‌تری ارائه می‌کند که بعضی از استثناها را نیز دربر می‌گیرد.

اسیدهای نرم و اسیدهای سخت

آرلند ، چات و دیویس برخی از پدیده‌های توضیح داده شده در فوق را از طریق تقسیم کردن یونهای فلزی به یونهای طبقه الف ، شامل اکثر فلزات و یونهای طبقه ب ، گروهی کوچکتر که شامل یونهای و یونهای فلزات واسطه سنگینتر می‌باشد، طبقه بندی کردند. اعضای طبقه ب در منطقه کوچکی در جدول تناوبی ، گوشه پایین سمت راست فلزات واسطه ، قرار گرفته‌اند.

یونهای طبقه ب ، هالیدهایی تشکیل می‌دهند که انحلال پذیری آنها به ترتیب F>Cl>Br>I است که عکس ترتیب انحلال پذیری هالیدهای دسته الف می‌باشد. یونهای فلزات طبقه ب همچنین آنتالپی واکنش بزرگتری با دهنده‌های فسفر نسبت به دهنده‌های نیتروژن دارند که باز هم عکس واکنشهای یونهای طبقه الف می‌باشد.

آرلند ، چات و دیویس ، فلزات طبقه ب را دارای الکترونهای dی قابل دسترس برای تشکیل پیوند π توصیف کرده‌اند. از این رو ، حالتهای اکسایش بالای عناصر سمت راست فلزهای واسطه نسبت به حالتهای اکسایش پایین ، خصلت طبقه ب را بیشتر دارا هستند. برای مثال تالیم III و تالیم I ، در واکنش با هالیدها ، هر دو جزو طبقه ب محسوب می‌شوند، اما تالیم III خصلت طبقه ب را شدیدتر نشان می‌دهد، زیرا دو الکترون 6s در تالیم I ، الکترون 5d را پوشانده و مانع از قابل دسترس بودن آنها بطور کامل برای تشکیل پیوند π می‌گردند. عناصر سمت چپ جدول در حالتهای اکسایش پایین یا صفر که الکترونهای d بیشتری فراهم است، خصلت طبقه ب را بیشتر دارا هستند.

مولکولها یا یونهای دهنده‌ای که آنتالپی‌های واکنش با فلزات طبقه ب‌ی مطلوبتری دارند، آنهایی هستند که خیلی راحت‌تر قطبیده شده و دارای اوربیتالهای d یا *π خالی قابل دسترس برای تشکیل پیوند π می‌باشند.

پیوسون یونهای طبقه الف را به عنوان اسیدهای سخت و یونهای طبقه ب را به عنوان اسیدهای نرم در نظر گرفت.

بازهای نرم و بازهای سخت

بازها نیز با عناوین سخت و نرم طبقه بندی می‌شوند. برای مثال یونهای هالید از باز بسیار سخت با سختی کمتر تا باز نرم گسترده‌اند. مشاهده روند میزان سختی در بازها آسانتر است و برای هالیدها به ترتیب می‌باشد. باز هم تعداد بیشتر الکترون و بزرگتر بودن اندازه به رفتار نرمتر منجر می‌شود.

به عنوان مثال ، از نرمتر است، زیرا در آن الکترونهای بیشتری در یک حجم اندکی بزرگتر پخش گردیده، باعث قطبش پذیر شدن شده‌اند. چنین مقایسه‌هایی در داخل یک گروه آسان است. با تغییر ساختار الکترونی و اندازه ، مقایسه مشکلتر می‌شود، ولی هنوز امکانپذیر است. بدین ترتیب از که همان ساختار الکترونی را دارد، نرمتر است. برای اینکه بار هسته‌ای کوچکتر و اندازه کمّی بزرگتر دارد. در نتیجه ، بار منفی برای قطبش قابل دسترس‌تر است. مقادیر عددی با پارامترهای سختی و داده‌های مربوطه اختصاص داده شده است.

تفاوت بین سخت و نرم

واکنشهای ناشی از برهمکنشهای سخت _ سخت و نرم _ نرم نسبت به واکنشهای مخلوط واکنشگرهای سخت _ نرم مطلوب‌ترند. تفاوت بین سخت و نرم به قطبش پذیری ، میزان سهولت انحراف مولکول یا یون در اثر برهمکنش با مولکولهای دیگر بستگی دارد. در مولکولهای قطبش پذیر ، الکترونها می‌توانند توسط بارهای مولکولهای دیگر جذب یا دفع شده و گونه‌های بطور جزئی قطبی که می‌توانند با مولکولهای دیگر ترکیب شوند را تشکیل دهند.

اسیدها و بازهای سخت نسبتا کوچک ، متراکم و قطبش ناپذیر هستند. در حالی که اسیدها و بازهای نرم ، بزرگتر و قطبش پذیرتر (بنابراین نرمتر) هستند. از این رو ، هر کاتیونی با بار مثبت بزرگ (+3 یا بزرگتر) یا هر کاتیونی که الکترونها یا اوربیتالهای آن برای تشکیل پیوند π نسبتا غیر قابل دسترس هستند، جزو اسیدهای سخت می‌باشد.

اسیدهای نرم آنهایی هستند که الکترونها یا اوبیتالهای d آنها برای تشکیل پیوند π به راحتی قابل دسترس است. علاوه بر این هرچه اتم سنگینتر باشد، برای نرم بودن مستعدتر است، زیرا تعداد زیاد الکترونهای داخلی ، الکترونهای بیرونی را حفاظت کرده و اتم را قطبش پذیرتر می‌سازد. این توصیف با یونهای طبقه ب بهتر مطابقت دارد. آنها عمدتا یونهای +1 یا +2 با اوربیتالهای d پر یا تقریبا پر هستند و اکثرا در ردیفهای دوم و سوم عناصر واسطه با تعداد 45 یا بیشتر الکترون قرار دارند.

مقایسه واکنشگری بر اساس سختی و نرمی

مقایسه‌های دقیقتر امکان پذیر است، ولی عامل دیگری به نام قدرت اسید و باز ذاتی را نیز باید در این مقایسه‌ها در نظر داشت. یک اسید یا باز ممکن است، سخت یا نرم و از طرف دیگر قوی یا ضعیف باشد. قدرت اسید یا باز ممکن است از ویژگیهای سختی _ نرمی آن مهمتر باشد. هر دو عامل را باید بطور همزمان در نظر گرفت. برای مثال ، اگر دو باز نرم برای یک اسید در رقابت باشند، بازی که قدرت بازی ذاتی آن بیشتر است، ممکن است ترجیح داده شود، مگر اینکه میزان نرمی آنها بطور چشمگیری تفاوت داشته باشد.

چنین مقایسه‌هایی مستلزم دقت است. به ندرت یک عامل بطور کامل پاسخگوی واکنش می‌باشد و واکنش تقریبا همیشه رقابتی بین جفتهای اسید _ باز است. به عنوان مثال ، واکنش زیر را در نظر بگیرید. دو ترکیب سخت _ نرم واکنش داده و یک ترکیب سخت _ سخت و یک ترکیب نرم _ نرم ایجاد می‌کنند. با اینکه ZnO از قویترین اسید () و قویترین باز () ترکیب یافته است.



در معادله فوق واکنش دهنده‌ها هر دو سخت _ نرم هستند، در حال که نرم _ نرم و سخت _ سخت می‌باشند.
به عنوان یک قاعده کلی ، ترکیبهای سخت _ سخت از جنبه انرژی نسبت به ترکیبهای نرم _ نرم مطلوبترند. این توضیح هر موقع که در تشخیص عامل تعیین کننده در یک واکنش تردید پیش آید، ممکن است سودمند باشد.

مباحث مرتبط با عنوان



تعداد بازدید ها: 62170


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..