Υδροξώνιο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
||
Γραμμή 4:
Το '''υδροξώνιο''', γνωστό και απλά ως '''οξώνιο''' αλλά και ως '''πρωτόνιο''' ή και '''κατιόν υδρογόνου''', είναι θετικό πολυατομικό [[ιόν]] (κατιόν) με [[Χημικός τύπος|χημικό τύπο]] '''H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>'''.
Η ύπαρξη υδροξωνίου στην κατάσταση διάλυσης και μέσα σε μικτά με το [[νερό]] οργανικά διαλυτικά μέσα, έχει επιβεβαιωθεί πολλές φορές με τη [[φασματομετρία]] IR και NMR, την [[αγωγιμομετρία]] και [[πολαρογραφία]]. Επίσης, στη στερεή κατάσταση αποδείχθηκε η ύπαρξή του με [[ακτίνες Χ]] σε πολλά υδρίδια των [[οξύ|οξέων]]. Έτσι, για παράδειγμα, το κρυσταλλικό πλέγμα του [[υπερχλωρικό οξύ|υπερχλωρικού οξέος]] (HClO<sub>4</sub>) αποτελείται από τα [[κατιόν|κατιόντα]] H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> και τα [[ανιόν|ανιόντα]] ClO<sub>4</sub><sup>-</sup>.<br />
Η σαφέστερη όμως απόδειξη ύπαρξης υδροξωνίου είναι με [[ηλεκτρόλυση]] διαλύματος υδροβρωμικού οξέος (HBr). <br />
Το υδροξώνιο δεν υπάρχει σε ελεύθερη κατάσταση γιατί είναι εξαιρετικά δραστικό και επιδιαλύεται από το [[νερό]]. Πάντως, υδροξώνια εντοπίστηκαν στα διαστρικά νεφελώματα αλλά και στις ουρές των κομητών.<br />▼
Υδροξώνιο σχηματίζεται όταν εφυδατωθεί ένα κατιόν Η<sup>+</sup>. Πηγή υδροξωνίων είναι γενικά τα [[οξύ|οξέα]]. Ωστόσο, δεδομένου ότι και το νερό μπορεί να συμπεριφερθεί ως οξύ (σύμφωνα με τη [[οξύ|θεωρία των Βronsted - Lowry]]), υδροξώνια υπάρχουν ακόμα και στο υπερκαθαρό νερό. Αυτή η ειδική περίπτωση κατά την οποία το νερό ιοντίζεται κατά το σχήμα : 2H<sub>2</sub>O ⇄ H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + OH<sup>-</sup> είναι γνωστή ως ''αυτο-ιονισμός του νερού''. Πάντως τα υδροξώνια που προκύπτουν έτσι είναι ελάχιστα.<br />▼
▲Το υδροξώνιο δεν υπάρχει σε ελεύθερη κατάσταση γιατί είναι εξαιρετικά δραστικό και επιδιαλύεται από το [[νερό]]. Πάντως, υδροξώνια εντοπίστηκαν στα διαστρικά νεφελώματα αλλά και στις ουρές των κομητών.
Στο υδροξώνιο, τα [[άτομο|άτομα]] [[Υδρογόνο|υδρογόνου]] ενώνονται με το άτομο [[οξυγόνο|οξυγόνου]] με [[Ομοιοπολικός δεσμός|ομοιοπολικό δεσμό]]. Μπορούμε να πούμε ότι το ένα από τα τρία άτομα υδρογόνου ενώνεται με ημιπολικό δεσμό με το οξυγόνο, αφού το κοινό ζεύγος [[Ηλεκτρόνιο|ηλεκτρονίων]] το προσφέρει το οξυγόνο.<br />▼
Όπως φαίνεται και στις εικόνες, το υδροξώνιο έχει δομή τριγωνικής πυραμίδας με το άτομο του οξυγόνου στην κορυφή. Η γωνία των δεσμών Η-Ο-Η είναι περίπου 113°. Το Η<sub>3</sub>Ο<sup>+</sup> έχει [[διπολική ροπή]] και ανήκει στην [[ομάδα σημείου]] C<sub>3v</sub>.<br />▼
▲Υδροξώνιο σχηματίζεται όταν εφυδατωθεί ένα κατιόν Η<sup>+</sup>. Πηγή υδροξωνίων είναι γενικά τα [[οξύ|οξέα]]. Ωστόσο, δεδομένου ότι και το νερό μπορεί να συμπεριφερθεί ως οξύ (σύμφωνα με τη [[οξύ|θεωρία των Βronsted - Lowry]]), υδροξώνια υπάρχουν ακόμα και στο υπερκαθαρό νερό. Αυτή η ειδική περίπτωση κατά την οποία το νερό ιοντίζεται κατά το σχήμα : 2H<sub>2</sub>O ⇄ H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + OH<sup>-</sup> είναι γνωστή ως ''αυτο-ιονισμός του νερού''. Πάντως τα υδροξώνια που προκύπτουν έτσι είναι ελάχιστα.
Σύμφωνα με τη θεωρία των Βronsted - Lowry για τα οξέα, το Η<sub>3</sub>Ο<sup>+</sup> είναι ισχυρότατος δότης [[πρωτόνιο|πρωτονίου]] δηλ. πολύ ισχυρό οξύ. Άλλωστε έχει [[PKa|pKa]] = -1,7.<br />▼
▲Στο υδροξώνιο, τα [[άτομο|άτομα]] [[Υδρογόνο|υδρογόνου]] ενώνονται με το άτομο [[οξυγόνο|οξυγόνου]] με [[Ομοιοπολικός δεσμός|ομοιοπολικό δεσμό]]. Μπορούμε να πούμε ότι το ένα από τα τρία άτομα υδρογόνου ενώνεται με ημιπολικό δεσμό με το οξυγόνο, αφού το κοινό ζεύγος [[Ηλεκτρόνιο|ηλεκτρονίων]] το προσφέρει το οξυγόνο.
▲Όπως φαίνεται και στις εικόνες, το υδροξώνιο έχει δομή τριγωνικής πυραμίδας με το άτομο του οξυγόνου στην κορυφή. Η γωνία των δεσμών Η-Ο-Η είναι περίπου 113°. Το Η<sub>3</sub>Ο<sup>+</sup> έχει [[διπολική ροπή]] και ανήκει στην [[ομάδα σημείου]] C<sub>3v</sub>.
▲Σύμφωνα με τη θεωρία των Βronsted - Lowry για τα οξέα, το Η<sub>3</sub>Ο<sup>+</sup> είναι ισχυρότατος δότης [[πρωτόνιο|πρωτονίου]] δηλ. πολύ ισχυρό οξύ. Άλλωστε έχει [[PKa|pKa]] = -1,7.
Η έννοια του [[PH|pΗ]], που αποτελεί μια από τις σημαντικότερες έννοιες της χημείας, στηρίζεται στην ποσότητα υδροξωνίων ενός διαλύματος. Είναι γνωστό ότι : pH = - log[H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>]. Η συγκέντρωση ([[Molarity|Μοριακή κατ' όγκο συγκέντρωση ή Molarity]], mol/L) δηλαδή, των υδροξωνίων αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για το χαρακτηρισμό ενός [[διάλυμα|διαλύματος]] ως όξινου, αλκαλικού ή ουδέτερου.
| |||