הידרוניום – הבדלי גרסאות

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
JAnDbot (שיחה | תרומות)
מ בוט מוסיף: bs, cs, el, et, it, tr מסיר: de, ja משנה: es, nl
←‏סולבטציה: - ט' מיותרת + שיכתוב חלקי
שורה 15: שורה 15:
ההידרוניום חומצי מאוד. ב-25°C, ערך ה-[[pKa|pK<sub>a</sub>]] שלו הוא 1.7-. הוא גם הצורון החומצי ביותר המסוגל להתקיים במים (חומר חומצי יותר יגרום ליינון ופרוטונציה של מולקולת מים ליצירת הידרוניום). ככל שריכוז חומצה במים גדול יותר, כך גדל ריכוז יוני ההידרוניום, ולפי ריכוזם ניתן לקבוע את חומציות התמיסה, ואת חוזק החומצה.
ההידרוניום חומצי מאוד. ב-25°C, ערך ה-[[pKa|pK<sub>a</sub>]] שלו הוא 1.7-. הוא גם הצורון החומצי ביותר המסוגל להתקיים במים (חומר חומצי יותר יגרום ליינון ופרוטונציה של מולקולת מים ליצירת הידרוניום). ככל שריכוז חומצה במים גדול יותר, כך גדל ריכוז יוני ההידרוניום, ולפי ריכוזם ניתן לקבוע את חומציות התמיסה, ואת חוזק החומצה.


==[[סולבציה]]==
==סולבטציה==
סולבטציה (solvation) של יון/מולקולה בנוזל היא בעצם היא תהליך שבו מספר מולקולות של ה[[ממס]] משנות את סידורן כך שיקיפו את מולקולות המומס. המולקולות הראשונות שמקיפות את המומס נקראות השכבה הראשונה, המולקולות שמקיפות אותן נקראות השכבה השנייה, וכן הלאה. ישנם מומסים אשר גורמים לכך שמספר שכבות של ממס מסתדרות סביבן ואילו מומסים אחרים יכולים להשפיע רק על שכבה אחת. תאור יון ההידרונום עצמו עדיין בדיון [[הקהילה המדעית|בקהילה המדעית]]; ניתן לתאר שתי צורות עקריות שלו אשר יש [[שיווי משקל כימי|שיווי משקל]] ביניהן, הנוטה לכוון הצורון הראשון:
סולבציה (solvation) של יון/מולקולה בנוזל היא בעצם היא תהליך שבו מספר מולקולות של ה[[ממס]] משנות את סידורן כך שיקיפו את מולקולות המומס. המולקולות הראשונות שמקיפות את המומס נקראות השכבה הראשונה, המולקולות שמקיפות אותן נקראות השכבה השנייה, וכן הלאה. ישנם מומסים אשר גורמים לכך שמספר שכבות של ממס מסתדרות סביבן ואילו מומסים אחרים יכולים להשפיע רק על שכבה אחת. תאור יון ההידרונום עצמו עדיין בדיון [[הקהילה המדעית|בקהילה המדעית]]; ניתן לתאר שתי צורות עיקריות שלו, ביניהן מתקיים [[שיווי משקל כימי|שיווי משקל]], הנוטה לכיוון הצורון הראשון:
* זונדל: H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> Zundel
* זונדל: H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> Zundel
* אייגן: H<sub>5</sub>O<sub>2</sub><sup>+</sup> Eigen
* אייגן: H<sub>5</sub>O<sub>2</sub><sup>+</sup> Eigen
שורה 22: שורה 22:


בשנת [[2007]], צמד החוקרים עומר מרקוביץ ונועם אגמון פירסמו עבודה בנוגע לשכבות הסולבציה של יון ההידרוניום<sup>[http://dx.doi.org/10.1021/jp068960g לינק לתקציר]</sup>.
בשנת [[2007]], צמד החוקרים עומר מרקוביץ ונועם אגמון פירסמו עבודה בנוגע לשכבות הסולבציה של יון ההידרוניום<sup>[http://dx.doi.org/10.1021/jp068960g לינק לתקציר]</sup>.
בעזרת שימוש [[כימיה חישובית|בסימולציות מחשב]] הראו החוקרים כי חוזק קשרי המימן בין ההידרוניום לשכבת הסולבטציה הראשונה שלו הוא כ-4.4 קק"ל (קילו-[[קלוריה|קלוריות]] ל[[מול]]), לעומת כ-1.9 קק"ל של קשר מימן במולקולת מים ב[[טמפרטורת החדר]] (זהו ערך נמוך מהערך הנסיוני של כ-2.6 קק"ל; ההבדל של 0.7 קק"ל נובע מההבדלים בין הסימולציה למציאות, כמקובל בסימולציות מחשב).
בעזרת שימוש [[כימיה חישובית|בסימולציות מחשב]] הראו החוקרים כי חוזק קשרי המימן בין ההידרוניום לשכבת הסולבציה הראשונה שלו הוא כ-4.4 קק"ל (קילו-[[קלוריה|קלוריות]] ל[[מול]]), לעומת כ-1.9 קק"ל של קשר מימן במולקולת מים ב[[טמפרטורת החדר]] (זהו ערך נמוך מהערך הנסיוני של כ-2.6 קק"ל; ההבדל של 0.7 קק"ל נובע מההבדלים בין הסימולציה למציאות, כמקובל בסימולציות מחשב).
אחד הדברים העיקריים הנובעים מכך שקשר מימני בשכבה הראשונה של יון ההדירוניום חזק יותר מפי 2 מהרגיל הוא שכעת כבר לא ניתן לדבר רק על יון ההידרוניום, אלא יש לדבר על הקומפלקס הגדול יותר של H<sub>9</sub>O<sub>4</sub><sup>+</sup>.
אחד הדברים העיקריים הנובעים מכך שקשר מימני בשכבה הראשונה של יון ההדירוניום חזק יותר מפי 2 מהרגיל הוא שכעת כבר לא ניתן לדבר רק על יון ההידרוניום, אלא יש לדבר על הקומפלקס הגדול יותר של H<sub>9</sub>O<sub>4</sub><sup>+</sup>.



גרסה מ־15:55, 8 בינואר 2010

הידרוניום (Hydronium) הוא השם המקובל לקטיון +H3O, הנוצר מפרוטונציה של מים. זהו הסוג הפשוט ביותר של יון אוקסוניום.

שם

לפי מונחון IUPAC יש לכנות את יון ההידרוניום בשם "אוקסוניום", או, כדי לזהותו באופן חד-משמעי, "הידרוקסוניום". יון אוקסוניום הוא כל יון בו קטיון חמצן תלת-ערכי. לדוגמה, קבוצת הידרוקסיד שעברה פרוטונציה (נוסף לה פרוטון) הינה יון אוקסוניום, אך אינה הידרוניום.

חומצות וחומציות

הידרוניום הוא היון שנוצר ממים בנוכחות יוני מימן. יוני מימן אלה אינם מתקיימים במצב חופשי; הם ריאקטיביים מאוד, ומסולבטים (מוקפים מולקולות ממס) על ידי המים. מקורם בדרך כלל בחומצה, אולם, מכיוון שמים יכולים להגיב כחומצה, יוני הידרוניום מתקיימים אפילו במים טהורים, וזאת עקב תגובה בין מולקולות המים עצמן:

יוני ההידרוניום הללו מעטים, וזמן חייהם קצר. במים טהורים, ריכוזם שווה לזה של יוני ההידרוקסיד - כ-‎1×10-7 M‎. על כן לפי סולם ה-pH, למים טהורים pH 7.

ההידרוניום חומצי מאוד. ב-25°C, ערך ה-pKa שלו הוא 1.7-. הוא גם הצורון החומצי ביותר המסוגל להתקיים במים (חומר חומצי יותר יגרום ליינון ופרוטונציה של מולקולת מים ליצירת הידרוניום). ככל שריכוז חומצה במים גדול יותר, כך גדל ריכוז יוני ההידרוניום, ולפי ריכוזם ניתן לקבוע את חומציות התמיסה, ואת חוזק החומצה.

סולבציה

סולבציה (solvation) של יון/מולקולה בנוזל היא בעצם היא תהליך שבו מספר מולקולות של הממס משנות את סידורן כך שיקיפו את מולקולות המומס. המולקולות הראשונות שמקיפות את המומס נקראות השכבה הראשונה, המולקולות שמקיפות אותן נקראות השכבה השנייה, וכן הלאה. ישנם מומסים אשר גורמים לכך שמספר שכבות של ממס מסתדרות סביבן ואילו מומסים אחרים יכולים להשפיע רק על שכבה אחת. תאור יון ההידרונום עצמו עדיין בדיון בקהילה המדעית; ניתן לתאר שתי צורות עיקריות שלו, ביניהן מתקיים שיווי משקל, הנוטה לכיוון הצורון הראשון:

  • זונדל: H3O+ Zundel
  • אייגן: H5O2+ Eigen

למרות חשיבותו הרבה בראקציות כימיות וביולוגיות והעובדה שמים הם אולי הממס הכי נפוץ בכדור הארץ, תאור שכבות הסולבציה של יון ההידרוניום לוקה בחסר.

בשנת 2007, צמד החוקרים עומר מרקוביץ ונועם אגמון פירסמו עבודה בנוגע לשכבות הסולבציה של יון ההידרוניוםלינק לתקציר. בעזרת שימוש בסימולציות מחשב הראו החוקרים כי חוזק קשרי המימן בין ההידרוניום לשכבת הסולבציה הראשונה שלו הוא כ-4.4 קק"ל (קילו-קלוריות למול), לעומת כ-1.9 קק"ל של קשר מימן במולקולת מים בטמפרטורת החדר (זהו ערך נמוך מהערך הנסיוני של כ-2.6 קק"ל; ההבדל של 0.7 קק"ל נובע מההבדלים בין הסימולציה למציאות, כמקובל בסימולציות מחשב). אחד הדברים העיקריים הנובעים מכך שקשר מימני בשכבה הראשונה של יון ההדירוניום חזק יותר מפי 2 מהרגיל הוא שכעת כבר לא ניתן לדבר רק על יון ההידרוניום, אלא יש לדבר על הקומפלקס הגדול יותר של H9O4+.

ראו גם

קישורים חיצוניים