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碘化氢的性质及酸性强弱比较? 1

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碘化氢(化学式HI)是一种无色气体,具有刺激性气味。它在空气中不可燃,但遇潮湿空气会产生烟雾。碘化氢易溶于水和乙醇,其水溶液呈酸性,被称为氢碘酸,是一种具有强腐蚀性的无色或淡黄色液体。碘化氢也是一种强还原剂,是卤化氢中最不稳定的,氯气和溴可以将碘从碘化氢中置换出来。

酸性强弱的比较

氢氟酸、氢氯酸(盐酸)、氢溴酸、氢碘酸分别是HF、HCl、HBr、HI的水溶液。影响这些酸的强弱的原因与溶质分子的电离难易程度有关,而电离难易程度与分子的极性密切相关。HF、HCl、HBr、HI的极性依次减弱,因此它们的水溶液的酸性也应该依次减弱。然而实际上,它们的表观电离度(0.1 mol/L,25℃)分别为:HF 8.5%、HCl 92.6%、HBr 93.5%、HI 95%。

氢氟酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸的酸性是逐渐增强的。这是为什么呢?有人认为,由于F、Cl、Br、I的原子半径依次增大,它们与氢结合的能力依次减弱,因此HF、HCl、HBr、HI的电离依次增强,酸性也依次增强。然而,这种解释没有深入到问题的实质。

固然溶质分子的电离难易程度与分子的极性大小有关,但当分子处于溶液状态时,溶剂对其的影响是不可忽视的。当溶质分子溶于水后,在水分子的作用下发生分子的变形,而分子的变形性与分子的大小有关。分子越大,包含的电子越多,就会有一些电子被核吸引得较松,分子的变形性也越大。

通过实验发现,在外加电场的作用下,由于同性相斥、异性相吸的原理,极性分子的正负电中心被进一步分开,这个过程称为极化。分子发生变形必然会改变其极性,甚至将固有极性较小的分子提高到极性较大的程度,从而增强溶液的酸性。

因此,衡量溶液的酸碱性不仅要考虑溶质分子的固有极性,还要考虑其变形性。如果溶质分子的变形性是主要因素,那么分子的变形性越大,分子就越容易极化,电离也就越容易,溶液的酸性就越强。由于HCl、HBr、HI的半径依次增大,HCl、HBr、HI分子的变形性也依次增加。显然,处于溶液状态下的HCl、HBr、HI分子的总极性发生了变化,并且依次增强。因此,HCl、HBr、HI的表观电离度依次增大,它们的酸性也依次增强。至于为什么氢氟酸的酸性是氢卤酸中最弱的,主要原因是氟化氢分子的键能比其他卤化氢高,并且氟化氢分子以氢键与水分子缔合,形成缔合分子,这限制了氟化氢分子的电离。而其他卤化氢分子几乎没有这种缔合能力,因此氢氟酸的表观电离度远小于其他氢卤酸的表观电离度。

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