Үндсэн ялгаа – хүчиллэг ба суурь чанар
Нэгдлүүдийн хүчил ба суурь чанар нь рН-ийн үзүүлэлт юм. Орчны хүчиллэг нь устөрөгчийн ионуудыг (H+) ялгаруулж чаддаг хүчиллэг нэгдлүүдээс шалтгаалж, тухайн орчинд бага рН үүсгэдэг. Орчны суурь нь гидроксидын ионуудыг (OH–) ялгаруулж, улмаар тухайн орчинд өндөр рН үүсгэдэг үндсэн нэгдлүүдээс үүдэлтэй. Хүчиллэг ба суурийн хоорондох гол ялгаа нь хүчиллэг нь бага рН үүсгэдэг бол шүлтлэг нь усан орчинд өндөр рН үүсгэдэг.
Хүчиллэг гэж юу вэ?
Хүчиллэг гэдэг нь бодис дахь хүчлийн түвшин юм. Устөрөгчийн ионуудын концентраци (H+) нь хүчиллэгийг тодорхойлоход ашигладаг гол үзүүлэлт юм. Устөрөгчийн ионы концентрацийг рН-ийн утгаар илэрхийлнэ. рН нь устөрөгчийн ионы концентрацийн сөрөг логарифм юм. Тиймээс устөрөгчийн ионы концентраци ихсэх тусам рН буурна. Бага рН-ийн утга нь хүчиллэг их байгааг илтгэнэ.
Бодисын хүчиллэг байдлын дагуу хүчтэй хүчил, сул хүчил гэж 2 төрлийн хүчил байдаг. Хүчтэй хүчил нь усан орчинд өндөр хүчиллэгийг үүсгэдэг бол сул хүчил нь бага хүчиллэгийг үүсгэдэг. Хүчтэй хүчлүүд нь ионуудад бүрэн задарч, бүх боломжит устөрөгчийн ионуудыг (H+) ялгаруулж чаддаг. Үүний эсрэгээр сул хүчил нь хэсэгчлэн задарч, зөвхөн зарим устөрөгчийн ионуудыг ялгаруулдаг. Хүчилүүдийг мөн монопротик хүчил ба полипротик хүчил гэж ангилж болно; монопротик хүчил нь нэг молекул тутамд нэг устөрөгчийн ион ялгаруулдаг бол полипротик хүчил нь нэг молекул тутамд илүү их устөрөгчийн ион ялгаруулдаг.
Хүчлийн хүчиллэгийг хүчлийн pKa-аар тодорхойлно. pKa нь Ka-ийн сөрөг логарифм юм. Ка нь уусмалын хүчлийн диссоциацийн тогтмол юм. Энэ нь уусмал дахь хүчлийн хүчийг (эсвэл хүчиллэг) тоон хэмжүүр юм.pKa-г багасгах тусам хүчил илүү хүчтэй болно. pKa өндөр байх тусам хүчил сул байна.
Зураг 01: Нимбэгний шүүс өндөр хүчиллэгтэй
Химийн элементүүдийн хүчиллэг байдлын үечилсэн хандлага нь тэдгээрийн цахилгаан сөрөг байдлын утгаас үндсэндээ хамаардаг. Химийн элементүүдийн цахилгаан сөрөг чанар нь хугацааны зүүнээс баруун тийш нэмэгддэг. Хэрэв атомын цахилгаан сөрөг чанар өндөр байвал электронтой харьцах харьцаа өндөр байдаг тул сөрөг атомыг тогтворжуулахад хялбар байдаг. Тиймээс өндөр электрон сөрөг атомуудтай холбоотой устөрөгчийн ионууд нь бага электрон сөрөг атомуудаас амархан ялгардаг тул хүчиллэгийг ихэсгэдэг. Тогтмол хүснэгтийн бүлгээр буурахад хүчиллэг байдал нэмэгддэг. Учир нь атомын хэмжээ бүлгээр өсдөг. Том атомууд нь тэдгээрийн сөрөг цэнэгийг тогтворжуулж чаддаг (цэнэг хуваарилах замаар); тиймээс том атомтай холбоотой устөрөгчийн ион амархан ялгардаг.
Үндсэн чанар гэж юу вэ?
Бодисын суурь чанар гэдэг нь тодорхой нэг хүчил дэх сууриар солигдох устөрөгчийн атомын тоо юм. Өөрөөр хэлбэл нэгдлийн суурь чанар нь суурийн ялгаруулсан гидроксидын ионуудтай бүрэн урвалд орж чадах устөрөгчийн ионуудын тоо юм.
Зураг 02: Гидроксидын ионы химийн бүтэц
Нэгдлийн суурь чанарт нөлөөлж болох хүчин зүйлсийг доор жагсаав.
- Цахим сөрөг чанар
- Атомын радиус
- Албан ёсны төлбөр
Атомын электрон сөрөг чанар гэдэг нь түүний электронтой харьцах харьцааг илэрхийлдэг. Өндөр цахилгаан сөрөг утгатай атом нь бага электрон сөрөг атомуудтай харьцуулахад электронуудыг татаж чаддаг. Цахилгаан сөрөг чанар ихсэх тусам суурь чанар буурна. Гидроксидын ионыг ялгаруулахын тулд хүчилтөрөгчийн атом болон бусад молекулын хоорондох холбоо электронууд нь хүчилтөрөгчийн атомаар бүрэн татагдах ёстой (гидроксидын бүлгийн хүчилтөрөгчийн атом нь холбогдсон бусад атомаас илүү электрон сөрөг байх ёстой). Жишээ нь: ROH-ийн суурь чанар өндөр бол R-ийн цахилгаан сөрөг чанар нь хүчилтөрөгчийн атомынхаас бага байна.
Зураг 03: Саван нь өөх тосны хүчлүүдийг натрийн гидроксид эсвэл калийн гидроксидтэй урвалд орсноор үүссэн сул суурь юм.
Атомын радиус нь нэгдлийн суурь чанарт нөлөөлдөг өөр нэг хүчин зүйл юм. Хэрэв атомын радиус бага бол тухайн атомын электрон нягт өндөр байна. Тиймээс гидроксидын ион амархан ялгардаг. Тэгвэл уг нэгдлийн суурь чанар харьцангуй өндөр байна.
Албан цэнэг нь ерөнхийдөө эерэг цэнэг эсвэл сөрөг цэнэг юм. Эерэг албан цэнэг нь электрон нягтрал бага байгааг илтгэнэ. Иймээс бондын электронууд гидроксидын ионоор бүрэн татагдах боломжгүй. Дараа нь амархан ялгарах боломжгүй (гидроксидын ион) нь суурь чанар бага байгааг харуулж байна. Үүний эсрэгээр, сөрөг албан ёсны цэнэг нь үндсэн чанарыг нэмэгдүүлдэг.
Хүчиллэг ба суурийн хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Хүчиллэг ба үндсэн чанар |
|
| Хүчиллэг гэдэг нь бодис дахь хүчлийн түвшин юм. | Суурь гэдэг нь гидроксидын ион (OH-) ялгаруулж чаддаг суурийн төлөв байдлыг илэрхийлдэг. |
| pH | |
| Хүчиллэг нь усан орчинд бага рН үүсгэдэг. | Суурь чанар нь усан орчинд өндөр рН үүсгэдэг. |
| Ион | |
| Хүчиллэг нь орчин дахь устөрөгчийн ионы өндөр концентрацийг илтгэнэ. | Үндсэн чанар нь орчин дахь гидроксидын ионы өндөр концентрацийг илтгэнэ. |
| Үе үеийн чиг хандлага | |
| Хүчиллэг нь зүүнээс баруун тийш үе ба бага зэрэг нэмэгддэг. | Үндсэн байдал нь зүүнээс баруун тийш үе ба багасдаг. |
| Цахилгаан сөрөг нөлөөлөл | |
| Электрон сөрөг чанар (устөрөгчийн атомын холбоотой атомын) өндөр байвал хүчиллэг өндөр байна. | Электрон сөрөг чанар (гидроксидын ионы хүчилтөрөгчийн атом холбогдсон атомын) бага бол суурь чанар өндөр байна. |
Хураангуй – Хүчиллэг ба суурь чанар
Хүчиллэг ба суурь чанар нь химийн шинжлэх ухаанд хэрэглэгддэг үндсэн хоёр нэр томъёо юм. Хүчиллэг нь хүчиллэг нэгдлүүдийн улмаас үүсдэг. Суурь нь үндсэн нэгдлүүдээс үүсдэг. Хүчиллэг ба суурийн хоорондох гол ялгаа нь хүчиллэг нь бага рН үүсгэдэг бол шүлтлэг нь усан орчинд өндөр рН үүсгэдэг.
