鹵化氫

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鹵化氫鹵素原子(FClBrIAtTs)與原子(H)結合形成的共價化合物[1]。它們之間的共價鍵極性較強,在水中易電離。除氟化氫外,鹵化氫都是強電解質。鹵化氫包括氟化氫氯化氫溴化氫碘化氫砹化氫

分子性質

鹵化物 化學式 化學結構 模型 d(H−X) / pm
(氣態)
μ / D 水溶液 pKa[2]
氟化氫
HF
91.7
1.86
氫氟酸
3.1
氯化氫
HCl
127.4
1.11
氫氯酸 (鹽酸)
-3.9
溴化氫
HBr
141.4
0.788
氫溴酸
-5.8
碘化氫
HI
160.9
0.382
氫碘酸
-10.4
砹化氫
HAt
172
−0.06
氫砹酸
?
鿬化氫[3]
TsH[3]
197(預測) -0.24? 氫鿬酸 ?[4]

化學性質

相似性/共性

還原性:例如2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

氧化性:例如Mg + 2HClMgCl2 + H2

酸性:例如Fe(OH)2 + 2HClFeCl2 + 2H2O[5]這是酸鹼中和反應,放熱。

遞變性/差異

還原性: HF < HCl < HBr < HI[6]

酸性:HF(中強酸)<HCl(強酸)<HBr(強酸)<HI(無氧酸最強酸)[7]

熱穩定性:HF > HCl > HBr > HI[6]

反應

當鹵化氫接觸到水時,會強烈放熱並形成對應的氫鹵酸。除了氫氟酸,它們都是強酸,在水溶液會直接電離水合氫離子 (H3O+),從鹵素族越往下酸性越高。氫氟酸由於自偶電離的作用,其強度取決於濃度,因此計算很複雜。 在非水溶液中,像是乙腈,鹵化氫只是中強酸。

鹵化氫會和(以及其它鹼)反應,形成鹵化銨:

HX + NH3 → NH4X

中有機化學中,氫鹵化反應可以用來合成鹵代烴。舉個例子,氯乙烷可以由乙烯氫氯化反應而成:[8]

C2H4 + HCl → CH3CH2Cl

用途

  • 氫氟酸HF水溶液):用於在玻璃上繪畫、刻字。
  • 氫氯酸HCl水溶液,俗稱鹽酸):重要化工產品。用於金屬表面除鏽、製造藥物(如鹽酸麻黃素、氯化鋅)等;人體胃液中含有氫氯酸。

參見

參考文獻

  1. ^ Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 (英語). 
  2. ^ Schmid, Roland; Miah, Arzu M. The Strength of the Hydrohalic Acids. Journal of Chemical Education (American Chemical Society (ACS)). 2001, 78 (1): 116. ISSN 0021-9584. doi:10.1021/ed078p116. 
  3. ^ 3.0 3.1 de Farias, Robson Fernandes. Estimation of some physical properties for tennessine and tennessine hydride (TsH). Chemical Physics Letters. 2017-01-01, 667: 1–3. ISSN 0009-2614. doi:10.1016/j.cplett.2016.11.023 (英語). 
  4. ^ de Farias, Robson Fernandes. Estimation of some physical properties for tennessine and tennessine hydride (TsH). Chemical Physics Letters. January 2017, 667: 1–3. Bibcode:2017CPL...667....1D. doi:10.1016/j.cplett.2016.11.023. 
  5. ^ Fe(OH)2 + HCl = FeCl2 + H2O | Chemical reaction and equation. chemiday.com. [2021-01-08]. (原始內容存檔於2021-02-06). 
  6. ^ 6.0 6.1 怎样讲清卤化氢的稳定性_化学自习室. www.hxzxs.cn. [2021-01-08]. (原始內容存檔於2021-02-06). 
  7. ^ Which is the strongest halogen acid? - Quora. www.quora.com. [2021-01-08]. 
  8. ^ M. Rossberg et al. "Chlorinated Hydrocarbons" in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_233.pub2