A halogén-oxisav egy kémiai vegyület , amelynek általános képlete HXO n, Ahol X jelentése halogénatom - fluor- F, klór- Cl, bróm- Br, jódatom I, astate At - és n egy egész szám 1-től 4 Az oxigén jelenléte különbözteti meg ezeket a vegyületeket a hidrogén-halogenideket , a generikus HX általános képletű. Fluor esetében csak egy oxo- sav ismert, a hipofluorsav HFO. A jód és valószínűleg az astatin esetében is több oxosav van, amelyek n = 4-nek felelnek meg ; ebből a szempontból az ortoperjodinsav H 5 IO 6 különösen szembetűnő.
A halogén-oxisavakat az alábbiakban osztályozzuk a halogénatom oxidációs állapota alapján:
A halogén X oxidációs állapota |
Halogén-oxisavak | Megfelelő sók | ||
---|---|---|---|---|
Vezetéknév | Képlet | Vezetéknév | Képlet | |
+1 | Hipohalogénsav | HXO | Hypohalogenitis | MXO |
+3 | Halogénsav | HXO 2 | Halogenit | MXO 2 |
+5 | Halogénsav | HXO 3 | Halogenát | MXO 3 |
+7 | Perhalogén sav | HXO 4 | Perhalogenát | MXO 4 |
Ez csak izolálni lehet tiszta anyagokat a hipofluorossav Hof (alacsony hőmérsékleten), a perklórsav HClO 4., jódsav HIO 3, HIO 4 perjódsavés ortoperjodinsav H 5 IO 6 ; triperiodsav H 7 I 3 O 14, Szintén írva 2HIO 4 · H 5 IO 6, az előző kettő együttkristályosodása. A többi faj csak vizes oldatban vagy sók formájában figyelhető meg , míg a HClO, HClO 4 fajok, HBrO, HBrO 4, HIO 3és HIO 4gáz halmazállapotban is jelen vannak. Az asztatin oxo-savakat különösen nehéz tanulmányozni az asztatin nagyon radioaktív, ezért nagyon instabil jellege miatt.
Az alábbi táblázat összefoglalja az ismert vagy feltételezett halogén-oxisavakat, valamint a megfelelő sókat:
Oxidációs állapota a halogén |
Oxosav | Só | |||
---|---|---|---|---|---|
Vezetéknév | Képlet |
Állandó sav (p K a ) |
Vezetéknév | Az anion képlete |
|
Oxo-sav a fluor- | |||||
−1 | Hipofluorsav | HOF | ? | Hipofluorit | FO - |
Oxoacids a klórt | |||||
+1 | Hipoklórsav | HClO | 7.54 | Hipoklorit | ClO - |
+3 | Klórsav | HClO 2 | 1.97 | Klorit | ClO 2- |
+5 | Klórsav | HClO 3 | −2,7 | Klorát | ClO 3- |
+7 | Perklórsav | HClO 4 | −10 | Perklorát | ClO 4- |
Oxoacids a brómot | |||||
+1 | Hipobromosav | HBrO | 7.69 | Hipobromit | BrO - |
+3 | Brómsav | HBrO 2 | ? | Bromit | BrO 2- |
+5 | Brómsav | HBrO 3 | ~ 0 | Bromát | BrO 3- |
+7 | Perbromsav | HBrO 4 | ? | Perbromát | BrO 4- |
Oxoacids a jód | |||||
+1 | Hipoiodos sav | HIO | 10.64 | Hypoioditis | IO - |
+3 | Jódsav | HIO 2 | ? | Jodit | IO 2- |
+5 | Jódsav | HIO 3 | 0,804 | Jódát | IO 3- |
+7 | Metaperjodsav | HIO 4 | ? | Metaperiodát | IO 4- |
Mezoperiodsav | H 3 IO 5 | ? | Mezoperiodátum | IO 53− | |
Ortoperiodikus sav | H 5 IO 6 |
p K a1 = 3,29 p K a2 = 8,31 p K a3 = 11,60 |
Orthoperiodate | H 5− n IO 6n - ( n = 1, 2, 3, 5 ) |
|
Metadiperjódsav | H 4 I 2 O 9 | ? | Metadiperiodát | I 2 O 94− | |
Mezodiperjódsav | H 6 I 2 O 10 | ? | Mezodiperiodát | H 6− n I 2 O 10n - ( n = 3, 4, 5, 6 ) |
|
Ortodiperjódos sav | H 8 I 2 O 11 | ? | Ortodiperiodát | H 8− n I 2 O 11n - | |
Oxoacids a asztácium | |||||
+1 | Hipoastatous sav | HAtO | ? | Hypoastatitis | AtO - |
+3 | Asztózus sav | HAtO 2 | ? | Astatitis | AtO 2- |
+5 | Asztatinsav | HAtO 3 | ? | Statisztátum | AtO 3- |
+7 | Perasztatinsav | HAtO 4/ H 5 AtO 6? |
? | Perastatate | AtO 4- / H 5− n AtO 6n - ? |
Számos módja van, hogy készítsen oxosavakat a halogének , mint például:
A gazdaságilag legfontosabb halogén-oxisavak elsősorban a hipoklorinsav- HClO és a perklórsav- HClO 4 vizes oldatai .és hipokloritok szilárd sói ClO - , klorit ClO 2- , klorátok ClO 3- , perklorátok ClO 4- , BrO 3 bromátok- és az IO 4 periodizál- .
A atom hidrogén labilis összes oxoacids a halogének mindig kapcsolódik egy atom oxigén , és nem közvetlenül a halogénatom, ellentétben azzal, amit figyelhető meg a hidrogén-halogenidek . Emiatt a kémiai képlet HXO nnéha HOXO n -1a megfelelő molekula szerkezetének egyértelműbb bemutatása érdekében . A H - O - X kötések szöget képeznek, amely például a HOF hipofluoros sav esetében 97,2 °, a HOCl hipokloridsav esetében 103 ° és a HOBr hipobrominsav esetében 110 ° .
A VSEPR elmélet szerint az O - X - O kötések szöget alkotnak a HXO 2 halogénsavak esetében isés halogenites XO 2- , XO 3 egységa halogénsavaknak és a halogenátoknak piramis trigonális geometriája van, és az XO 4 egységeka perhalogén savak és perhalogenátok tetraéderes geometriát mutatnak . Mezoperjodinsav H 3 IO 5IO 5 egységet mutat bemásodfokú piramisok, míg IO 6 egységekortoperiodosav és ortoperiodátok H 5 IO 6oktaéderesek. Metadiperiodátok I 2 O 94− , mezodiperiodátok H 6− n I 2 O 10n - és a (még mindig hipotetikus) ortodiperiodátumok H 8− n I 2 O 11n - szilárd fázisban van, két oktaéder IO 6közös felület, él vagy csúcs egyesíti. HIO 4 metaperiodsavszilárd anyag polimer jellegű (HIO 4 ) x, IO 6 oktaéder láncokat alkotva közös élek egyesítik.
A savasság a oxoacids a halogének HXO negyütt növekszik a száma n az oxigénatomok a molekulában, és csökken, ahogy a atomszáma a halogénatom növekszik. Így klórsav- HClO 2erősebb sav, mint a hipoklorinsav HClO, míg a klórsav HClO 3erősebb, mint a HBrO 3 brómsav, maga erősebb, mint a HIO 3 jódsav. Ezért perklórsav- HClO 4 a legerősebb ezek közül az oxisavak közül.
A halogén-oxo-savak konjugált bázisai követik a kölcsönös tendenciákat, de továbbra is nagyon gyengék. Önionizáció 2 HXO n→ H 2 XO n+ + XO n- korlátozott marad a tiszta savakban.
A halogén-oxisavak vagy konjugált bázisuk redoxpotenciálja a pH-tól függ : savas oldatban erősen pozitív (⇒ erős oxidálószer), a legnagyobb potenciál pH = 0-nál valószínűleg a HBrO 4 perbrominsavéés perasztatinsav HAtO 4, Amelynek értéke nagyobb, mint 1,85 V , tekintettel a brómsav HBrO 3és asztatinsavval HAtO 3illetve; a pH növekedésével csökken, de még pH = 14 mellett is pozitív marad , így erősen lúgos oldatokban is oxidálódnak.