Vortragende/r: | Dr. Holger Fleischer |
Institution: | Scheffold-Gymnasium |
Datum: | 06. März 2021 |
Zeit: | 11:00 - 11:45 Uhr |
Raum: | R02 |
Die Erklärung der Acidität eines Moleküls HA durch die Polarität einer Element-Wasserstoff-Bindung („Polaritätskonzept“) ist nicht tragfähig. Die Analyse der Protolyse verschiedener Säuren HA mit der Base H2O in einem thermodynamischen Kreisprozess zeigt drei wesentliche Beiträge, die für Aciditätsunterschiede verantwortlich sind:
Die freie Standardbindungsenthalpie, DBG0(H-A),
die freie Standardhydratationsenthalpie der korrespondierenden Base A-, DhydG0(A-),
und die Ionisierungsenergie von A-, IE (A-).
In vielen Fällen steigt der Betrag von DBG0(H-A), d.h. die Bindungsstärke der Element-Wasserstoff-Bindung, mit deren Polarität. Das steht dem Polaritätskonzept entgegen. Je größer hingegen IE(A-), desto stabiler ist A- und umso acider ist HA. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass IE(A-) mit der Möglichkeit zur Delokalisierung der negativen Ladung zunimmt. Eine Analyse der Orbitale von CH3- , NH2- , OH- und - zeigt, dass die Delokalisierung der Valenzelektronen und damit auch der negativen Ladung in dieser Reihe zunimmt.
Dieser Effekt, und nicht die Polarität der H-A-Bindung, bedingt den Anstieg der Acidität in der Reihe CH4 – NH3 – H2O – HF. Die Delokalisierung der negativen Ladung lässt sich mit dem Kugelwolkenmodell im bereits im Chemieunterricht der Sekundarstufe 1
anschaulich darstellen. Daher wird ein „Delokalisierungskonzept“ statt des
„Polaritätskonzepts“ zur Vorhersage und zur Erklärung unterschiedlicher Säurestärken
vorgeschlagen.
OStR Dr. Holger Fleischer, Scheffold-Gymnasium Schwäbisch Gmünd,
E-Mail: fleischerh@sg.gd.schule-bw.de