Halogensäuren + pKs-Wert(e)

[Halogen]

Guten Abend.

Ich hätte mal eine Frage bzgl. den Halogensäuren und ihren pKs-Werten. Ich habe bislang noch keine Antwort gefunden, weder bei Merck, noch bei meinem Chemielehrer oder im Hunnius.

Und zwar ist das ganze ja so:
Die Säurestärke nimmt von oben nach unten zu. HF hat einen Wert von ca. 3, HCl hat bereits -6, zu HBr konnte ich nichts finden, HI hat etwa -9/10 (je nach Literatur), HAt war nicht auffindbar (instabil?).

Nun frage ich mich, warum das so ist. Fluor hat die höchste EN, von daher müsste es mit am stärksten mit dem Wasserstoff reagieren. Fluor zieht sich also sein Elektron vom Wasserstoff und das Proton sollte dann eigentlich für F uninteressant sein. Daher sollte man glauben, es gibt das Proton leicht ab, also eine schnelle Dissoziiation -> starke Säure.

Aber so ist ja wohl nicht, weil die Säurestärke ja von unten nach oben abnimmt, also entgegen der EN. Kann mir das vielleicht jemand erklären? Ich komme einfach nicht drauf.


Und hat von euch jmd. zufällig die pKs-Werte von der Perbromsäure, der PerIodsäure und der Perastatsäure (falls vorhanden)? Die Perchlorsäure hat ja einen pKs-Wert von -10, also von der Stärke her ist die etwa so stark wie HI.


Danke im Voraus.

[brain]

Wenn ich mich richtig erinnere, ist die Ursache für diesen Trend die zunehmende Stabilität des Säureanions. Je kleiner das Anion ist, desto höher ist die Ladungsdichte, weshalb die negative Ladung schlechter stabilisiert werden kann.

[zonko]

Ist ja nicht das erste mal, dass genau diese Frage in diesem Forum gestellt wird (hallo Suchfunktion?). Wie schon beim letzten mal muss ich hier eine Orbitalbetrachtung bringen: bei den grossen Halogenen ist der Ueberlapp mit dem kleinen Wasserstofforbital kleiner, was zu einer schwaecheren Bindung fuehrt. Soll aber auf keinen Fall heissen, dass brains Antwort falsch waere, es sind eben mehrere Faktoren.

Gruss zonko

[Halogen]

Hi,

Danke erstmal für die Antwort.

Das Problem hierbei ist wohl, dass ich bei dem Orbitalsystem nicht ganz durchblicke.

Wäre wohl sinnvoll, wenn ich mir das mal zu Gemüte führen würde, oder? Kann man damit z. B. auch erklären, warum im Sulfat der Sulfur 4 Sauerstoffatome anlagert?

[alpha]

Also:
Erstens: Orbitalsystem ist nicht ganz trivial --> braucht einigen Aufwand um sinnvoll durchzublicken.
Zweitens: Weshalb sollte Schwefel NICHT 4 Sauerstoffatome binden im Sulfat?
Drittens: Die pKa-Werte für Perbrom -iod etc. säure finde ich zwar nicht, aber sie nehmen von oben nach unten ab.
Viertens: HF ist grundsätzlich anscheinend auch vollständig dissoziiert in wässriger Lösung, nur dass sich H3O+ * F- Ionenpaare vorliegen. Entsprechend ist reine HF auch eine sehr starke Protonensäure. - Ob zonoks Argumentation für die Gasphase richtig ist, weiss ich gerade nicht und mag nicht überlegen.


Grüsse
alpha

[Halogen]

Hi Alpha.

1. Ich weiß nicht, vielleicht sollte ich das mal wirklich machen, dass ich mich da gut informiere, wenn ich mir dadurch zukünftig solche Fragen sparen könnte. Gibt es gute, verständliche Seiten/Erklärungen im Netz? Falls was bekannt sein sollte, bin über Hinweise dankbar.

2. Die Überlegung ist ja: Sulftur bietet 6 Außenelektronen an. Sauerstoff ist elektronegativer, also sollte ja jedes Teilchen direkt 2 Elektronen wollen, um in den Oktettzustand zu kommen. Wenn also sich 3 anlagern, müssten demnach alle Elektronen weg sein und das vierte würde dementsprechend leer ausgehen (als Ion). Freilich bekommt das letzte O dann seine Außenelektronen von z. b. Na2.

Soweit ich aber weiß, lagern sich 2 O mit Doppelbindungen an, die anderen mit normaler Bindung, also nehmen die sich jeweils 1 Elektron vom Schwefel. Ergibt bei mir als Laie keinen Sinn, um ehrlich zu sein. Das muss dann wahrscheinlich wieder was mit den Orbitalen zu tun haben, nehme ich an?

3. Sicher, dass die Perhalogensäuren von oben nach unten abnehmen? Die normalen Wasserstoffhalogensäuren nehmen ja stattdessen von oben nach unten zu.
Und zu Astat: Das Material ist wohl zu selten und zu instabil, als das es dazu irgendwelche Werte gäbe?

4. Naja, das müsste ja dann auch mit den anderen Säuren sein. Also das Chlor, Brom und Iod in der -1 wertigen Stufe vorliegen.


Gruß.

[Halogen]

2. Die Überlegung ist ja: Sulftur bietet 6 Außenelektronen an. Sauerstoff ist elektronegativer, also sollte ja jedes Teilchen direkt 2 Elektronen wollen, um in den Oktettzustand zu kommen. Wenn also sich 3 anlagern, müssten demnach alle Elektronen weg sein und das vierte würde dementsprechend leer ausgehen (als Ion). Freilich bekommt das letzte O dann seine Außenelektronen von z. b. Na2.



Soweit ich aber weiß, lagern sich 2 O mit Doppelbindungen an, die anderen mit normaler Bindung, also nehmen die sich jeweils 1 Elektron vom Schwefel. Ergibt bei mir als Laie keinen Sinn, um ehrlich zu sein. Das muss dann wahrscheinlich wieder was mit den Orbitalen zu tun haben, nehme ich an?

Hi!

Also ich muss mal hier meinen Mist von gestern verbessern. Hatte jetzt ein Atommodell nach Bohr in der Hand und da wird es ja deutlich, warum Schwefel die 4 Sauerstoffe anlagert.

Der Rest ist nach wie vor fraglich.


Gruß.

[alpha]

1) Nein, mir ist spontan gerade nicht bekannt.

2) Sulfat: es hat zwei Elektronen mehr, sonst geht es nicht: Als neutrale Verbindung hast du recht: Es bildet sich SO3.
Wegen den "Doppelbindungen" im Sulfat: Vergiss die lieber, nach allem was ich weiss, gibt es diese nicht wirklich und man ist mit mesomeren Grenzstrukturen und Formalladungen besser beraten.

3) Sicher, ja. Macht auch Sinn: je elektropositiver das Zentralatom, desto mehr Elektronen von ihm werden schon sowieso vom Sauerstoff abgezogen und dann lässt sich eine zusätzliche negative Ladung weniger gut auf dem Sauerstoff stabilisieren. (ist jetzt gerade meine Spontanerklärung)

4) Verstehe nicht, was du meinst: Bei HF in H2O liegen Ionenpaare vor, bei HI in H2O liegt solvatisiertes I- und H+ vor, die "getrennt" durch die Gegend gondeln.


Grüsse
alpha

[Halogen]

3. Ich hab keine Ahnung, habe aber auch sonst noch nichts gefunden, also keinerlei Werte. Muss ich dann wohl so hinnehmen.

4. Warum liegt das H+ und das F- nicht solvatasiert vor?


Schöne Grüße.


PS: Bin richtig froh, dass ich das Forum gefunden habe. Nett hier und anscheinend sind noch viel mehr Chemieinteressiere (oder Studierte) hier.

[alpha]

3. Zu den Persäuren kann ich dir leider weiterhin keine Werte sagen, finde beim besten Willen nicht mehr, wo ich mal welche gesehen habe, aber für den Vergleich tun es auch HClO3 (pKs = -3) und HIO3 (pKs = 0. oder HClO2 (pKs = 2) und HIO2 (pKs = 1.6) oder HClO (pKs = 7.5), HBrO (pKs = 8.7) und HIO (pKs = 10.6)

4. Weil F- extrem gerne H+ hat, weshalb sich auch dann auch F-H-F(-) Ionen bilden, wenn du wässrige HF aufkonzentrierst. Nebenbei: Das Ionenprodukt 3HF <-> H2F(+) + HF2(-) beträgt 10^(-10.7) bei 0°C, ist also nicht arg klein!

Grüsse
alpha