酸が共有結合している場合、なぜ酸が溶液中でイオン化するのですか?

間違っているかもしれませんが、水素はイオン性化合物を形成しないため、酸は共有結合していると思いました。たとえば、$ \ ce {HCl } $は次のようになります:

HClの構造

電子は共有結合しているのに、なぜ$ \ ce {H +に侵入するのですか} $と$ \ ce {Cl-} $はソリューションに含まれていますか?

回答

ここに画像の説明

塩化水素が水と反応して形成するのはエネルギー的に有利であるため($ \ Delta {G} < 0 $)ヒドロニウム($ \ ce {H3O +} $)と塩化物イオン。

$ \ ce {H +} $は、水中では$ \ ce {H +} $としてではなく、$ \ ceとして存在することに注意してください。 {H3O +} $。

コメント

  • この反応が発生することがエネルギー的に有利なのはなぜですか?エンタルピーは非常に低い(負)か、エントロピーは非常に高いか、またはその両方ですか?
  • 両方。ほとんどの場合、化合物を溶解して酸を形成すると、熱が放出されます(負のエンタルピー)。また、塩化物の添加(およびH-Cl結合の切断)により、エントロピーが増加します。
  • 通常、曲線の矢印は電子対の移動に使用されます。

回答

その通りです。ただし、水素と塩素の結合(たとえば)は共有結合であることに注意する必要があります。この分子を1.85Dの双極子モーメントを持つ極性溶媒である水に導入すると、分子$ \ ce {HCl} $の分極が増加します。次に、2つの溶媒和イオン$ \ ce {H_3O ^ +} $と$ \ ce {Cl ^-} $があります。また、水は誘電率$ \ epsilon_r = 80 $も高いため、$ \ ce {H_3O ^ +} $と$ \ ce {Cl ^-} $の間の静電力は80分の1に減少します。 $ \ ce {H_3O ^ +} $と$ \ ce {Cl ^-} $の間の結合が弱まり、酸がイオン化されます。

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