هاليد الهيدروجين

الموسوعة الحرة

في الكيمياء ، هاليدات الهيدروجين ( الأحماض الهيدروهاليكية في الحالة المائية ) هي مركبات ثنائية الذرة غير عضوية تعمل كأحماض أرهينيوس . صيغتها H₂X ، حيث X أحد الهالوجينات : الفلور ، الكلور ، البروم ، اليود ، الأستاتين ، أو التينيسين . [ 1 ] جميع هاليدات الهيدروجين المعروفة غازات في الظروف القياسية من درجة الحرارة والضغط . [ 2 ]

مُجَمَّعالصيغة الكيميائيةطول الرابطة d (H−X) / pm (الطور الغازي)نموذجثنائي القطب μ / Dالطور المائي (حمضي)قيم pKa في الطور المائي
فلوريد الهيدروجين (الفلوران)HF1.86حمض الهيدروفلوريك3.1
كلوريد الهيدروجين (الكلوران)حمض الهيدروكلوريك1.11حمض الهيدروكلوريك-3.9
بروميد الهيدروجين (برومان)بروميد الهيدروجين0.788حمض الهيدروبروميك-5.8
يوديد الهيدروجين (اليودان)أهلاً0.382حمض الهيدرويوديك-10.4 [ 3 ]
أستاتيد الهيدروجين، هيدريد الأستاتين (أستاتان)قبعة- 0.06حمض الهيدروأستاتيكي؟
هيدروجين تينيسيد تينيسين هيدريد (تينيسان)HTs-0.24  ؟حمض الهيدروتينيسيك؟ [ 4 ]

مقارنة بالأحماض الهيدروهاليكية

هاليدات الهيدروجين جزيئات ثنائية الذرة لا تميل إلى التأين في الحالة الغازية (مع أن فلوريد الهيدروجين السائل مذيب قطبي يشبه الماء إلى حد ما ). لذلك، يميز الكيميائيون بين كلوريد الهيدروجين وحمض الهيدروكلوريك. كلوريد الهيدروجين غاز في درجة حرارة الغرفة يتفاعل مع الماء لإنتاج حمض الهيدروكلوريك؛ وبمجرد تكوّن الحمض، يمكن إعادة توليد كلوريد الهيدروجين، ولكن بصعوبة بالغة وليس بالتقطير العادي . غالبًا ما لا يتم التمييز بوضوح بين أسماء الحمض والجزيئات، وفي المصطلحات المختبرية ، يُقصد بـ "HCl" غالبًا حمض الهيدروكلوريك، وليس كلوريد الهيدروجين الغازي.

الحدوث والإنتاج

يُعدّ كلٌّ من فلوريد الهيدروجين والكلوريد والبروميد غازات بركانية . [ 5 ] [ 6 ]

يمكن إنتاج هاليدات الهيدروجين بطرق عديدة صناعيًا ومخبريًا. وبالتركيز على المركب الأكثر وفرة، يُنتج كلوريد الهيدروجين بشكل رئيسي كمنتج ثانوي في إنتاج مركبات الكلوروكربون. [ 7 ] أما فلوريد الهيدروجين فهو منتج ثانوي لإنتاج حمض الفوسفوريك . يتفاعل الفلور والكلور والبروم مع غاز الهيدروجين لإنتاج فلوريد الهيدروجين (HF) وكلوريد الهيدروجين (HCl) وبروميد الهيدروجين (HBr). ويمكن أيضًا إنتاج هذه الغازات بمعالجة أملاح الهاليد بحمض الكبريتيك . أما هاليد الهيدروجين الأقل استقرارًا، وهو يوديد الهيدروجين (HI)، فيُنتج بطريقة غير مباشرة، من خلال تفاعل اليود مع كبريتيد الهيدروجين أو مع الهيدرازين . [ 1 ] : 809-815

الخصائص الفيزيائية

مقارنة درجات غليان هاليدات الهيدروجين وكالكوجينيدات الهيدروجين ؛ هنا يمكن ملاحظة أن فلوريد الهيدروجين يكسر الاتجاهات جنبًا إلى جنب مع الماء .

هاليدات الهيدروجين غازات عديمة اللون في الظروف القياسية للحرارة والضغط ، باستثناء فلوريد الهيدروجين الذي يغلي عند 19  درجة مئوية. يتميز فلوريد الهيدروجين، دون غيره من هاليدات الهيدروجين، بوجود روابط هيدروجينية بين جزيئاته، ولذلك يمتلك أعلى درجات انصهار وغليان في سلسلة HX. ترتفع درجة الغليان تدريجيًا من حمض الهيدروكلوريك (HCl) إلى حمض الهيدرويوديك (HI). يُعزى هذا الارتفاع إلى ازدياد قوة قوى فان دير فالس بين الجزيئات ، والتي ترتبط بعدد الإلكترونات في الجزيئات. تُنتج محاليل حمض الهيدروهاليك المركزة أبخرة بيضاء مرئية، وينتج هذا الضباب عن تكوّن قطرات صغيرة من محاليلها المائية المركزة .

ردود الفعل

عند ذوبان هاليدات الهيدروجين في الماء، وهي عملية طاردة للحرارة بشدة، فإنها تُعطي الأحماض المقابلة. تتميز هذه الأحماض بقوتها العالية، مما يعكس ميلها للتأين في المحلول المائي ، مُنتجةً أيونات الهيدرونيوم ( H₃O⁺ ). باستثناء حمض الهيدروفلوريك، تُعد هاليدات الهيدروجين أحماضًا قوية ، وتزداد قوتها كلما اتجهنا لأسفل المجموعة. يُعد حمض الهيدروفلوريك معقدًا لأن قوته تعتمد على التركيز، نظرًا لتأثيرات الاقتران المتجانس . مع ذلك، في محاليلها في مذيبات غير مائية، مثل الأسيتونيتريل ، تكون هاليدات الهيدروجين حمضية بشكل معتدل فقط.

وبالمثل، تتفاعل هاليدات الهيدروجين مع الأمونيا (والقواعد الأخرى)، مكونة هاليدات الأمونيوم:

HX + NH 3 → NH 4 X

في الكيمياء العضوية، يُستخدم تفاعل الهدرجة الهالوجينية لتحضير مركبات الهالوكربون. على سبيل المثال، يُنتج كلوروإيثان عن طريق هدرجة الإيثيلين بالكلور : [ 8 ]

C₂H₄ + HCl → CH₃CH₂Cl​​​​

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 غرينوود، نورمان ن .؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر (  الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8.
  2. ↑ حموضة هاليدات الهيدروجين. (21 أغسطس 2020). تم الاسترجاع في 5 مايو 2021 من https://chem.libretexts.org/@go/page/3699
  3. ↑ شميد، رولاند؛ ميا، أرزو م. (2001). "قوة الأحماض الهيدروهاليكية" . مجلة التعليم الكيميائي . 78 (1). الجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS): 116. Bibcode : 2001JChEd..78..116S . doi : 10.1021/ed078p116 . ISSN 0021-9584 . 
  4. ↑ دي فارياس، روبسون فرنانديز (يناير 2017). "تقدير بعض الخصائص الفيزيائية للتينيسين وهيدريد التينيسين (TsH)". رسائل الفيزياء الكيميائية . 667 : 1-3 . Bibcode : 2017CPL...667....1D . doi : 10.1016/j.cplett.2016.11.023 .
  5. ↑ "يمكن أن تكون الغازات البركانية ضارة بالصحة والنباتات والبنية التحتية" . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-02-02 .
  6. ↑ إدواردز، بروك أ.؛ كوشنر، د. سكاي؛ أوتريج، بيتر م.؛ وانغ، فييو (25 فبراير 2021). "خمسون عامًا من أبحاث انبعاثات الزئبق البركاني: فجوات معرفية وتوجهات مستقبلية" . مجلة علوم البيئة الشاملة . 757 143800. doi : 10.1016/j.scitotenv.2020.143800 . ISSN 0048-9697 . PMID 33280881 .  
  7. ↑ أوستن، سيفيرين؛ غلواكي، أرندت (2000). "حمض الهيدروكلوريك". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . doi : 10.1002/14356007.a13_283 . ISBN 978-3-527-30385-4.
  8. ↑ م. روسبرغ وآخرون. "الهيدروكربونات المكلورة" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية ، 2006، وايلي-في سي إتش، فاينهايم. doi : 10.1002/14356007.a06_233.pub2