化学小常识:羟基与氢氧根

赵泰安

<p class="ql-block"><b>  一.羟基与氢氧根的区别</b></p><p class="ql-block"> <b>羟基</b>(-OH)是‌电中性‌的有机官能团,通过共价键连接;<b>氢氧根</b>(OH⁻)是‌带负电‌的无机离子,可独立存在‌。</p><p class="ql-block"><b>1.化学本质‌</b></p><p class="ql-block"> <b>羟基‌</b>:有机化合物中的官能团,氧与氢通过‌共价键‌(共用电子对)结合,电子数为9个‌。</p><p class="ql-block"> 例如:乙醇(C₂H₅OH)中的 -OH</p><p class="ql-block">‌ <b>氢氧根‌</b>:无机离子,氧夺取一个电子形成‌离子键‌,带1个负电荷,电子数为10个‌。</p><p class="ql-block"> 例如:NaOH中的的 OH⁻</p><p class="ql-block"><b>‌2.化学性质‌</b></p><p class="ql-block"> <b>羟基</b>通常呈中性(如醇羟基)或 弱 酸 性(如酚羟基),‌不直接与酸反应‌‌。</p><p class="ql-block"> <b>氢氧根</b>显强碱性,能与酸发生‌ 中 和 反应‌,例如 HCl + NaOH = NaCl + H₂O</p><p class="ql-block"><b>‌3.存在领域‌</b></p><p class="ql-block"> 羟基常见于 有机化学,例 如 醇、酚、羧酸</p><p class="ql-block"> 氢氧根属于无机化学,例 如 碱、盐</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 下图:乙醇结构式</p> <p class="ql-block">  下图:苯酚结构式</p> <p class="ql-block">  下图:乙酸的结构式</p> <p class="ql-block">  下图:氢氧化钠电子式</p> <p class="ql-block">  下图:氢氧化镁的电子式</p> <p class="ql-block"><b>二.酸中的氢氧原子团</b></p><p class="ql-block"> 第三周期元素从铝开始,与氢氧原子团连接的化学键由离子键变成了共价键,水溶液中可以离解出氢离子。</p><p class="ql-block"> 酸中的氢氧原子团与其它原子的连接是共价键,这很像有机化合物中的羟基;可以离解出氢离子,醇和酚不能。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> <b>氢氧化铝</b>是一种两性氢氧化物,分子式可以写成 Al(OH)₃(氢氧化铝),也可以写成H₃AlO₃(铝酸)</p><p class="ql-block"><b>氢氧化铝与酸反应:</b></p><p class="ql-block"> Al(OH)₃+3HCl → AlCl₃+3H₂O</p><p class="ql-block"> Al(OH)₃+3H⁺ →Al³⁺+3H₂O</p><p class="ql-block"><b>氢氧化铝与碱反应:</b></p><p class="ql-block"> Al(OH)₃+NaOH → Na[Al(OH)₄]</p><p class="ql-block"> Na[Al(OH)₄]=NaAlO₂·2H₂O</p><p class="ql-block"><b>氢氧化铝在碱性环境中异构反应:</b></p><p class="ql-block"> Al(OH)₃→HAlO₂(偏铝酸)+H₂O</p><p class="ql-block"><b>氢氧化铝水中两种电离:</b></p><p class="ql-block"> Al(OH)₃⇋Al³⁺+ 3OH⁻(碱式电离)</p><p class="ql-block"> Al(OH)3+H₂O⇋[Al(OH)₄]⁻+H⁺(酸式电离)</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 下图:氢氧化铝结构式</p> <p class="ql-block">  下图:原硅酸结构式</p> <p class="ql-block">  磷酸中磷、氧原子间出现了一个配位键。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 下图:磷酸结构式</p> <p class="ql-block">  硫酸中硫、氧原子间出现了 2 个 配 位键。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 下图:硫酸结构式</p> <p class="ql-block">  高氯酸中氯、氧原子间出现了 3个 配 位键。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 下图:高氯酸结构式</p> <p class="ql-block"><b>三.酸的强弱</b></p><p class="ql-block">‌ 酸的强弱主要由酸的电离程 度 决 定‌,电离程度越高,酸性越强。具体规律可从无机酸(无氧酸、含氧酸)和有机酸两方面分析:</p><p class="ql-block"><b>(一)无机酸的酸性强弱规律</b></p><p class="ql-block"><b>1.无氧酸:</b></p><p class="ql-block">‌ 同主族无氧酸‌:中心原子半 径 越 大,非金属性越弱,对H的吸引力越弱,越易电离,酸性越强。例如氢卤酸酸性:‌HF &lt; HCl &lt; HBr &lt; HI‌ 。</p><p class="ql-block">‌ 同周期无氧酸‌:非金属性越强,酸性越强。例如H₂S &lt; HCl 。</p><p class="ql-block"><b>2.含氧酸:</b></p><p class="ql-block">‌ 中心原子化合价‌:同一元素的含氧酸,化合价越高,酸性越强。例如‌HClO₄ &gt; HClO₃ &gt; HClO₂ &gt; HClO‌,H₂SO₄ &gt; H₂SO₃ 。</p><p class="ql-block">‌ 非羟基氧数目‌:非羟基氧 原 子 数 越大,酸性越强。例如HClO₄为强酸,H₃BO₃为弱酸 。</p><p class="ql-block">‌ 非金属性‌:同周期最高价氧化物对应酸的酸性,非金属性越强,酸性越强。例如‌HClO₄ &gt; H₂SO₄ &gt; H₃PO₄‌ 。</p><p class="ql-block"><b>(二)有机酸的酸性强弱规律</b></p><p class="ql-block">‌ 芳香酸 &gt; 低级脂肪酸 &gt; 高级脂 肪 酸‌,且碳原子数越少酸性越强。例如:‌HCOOH &gt; CH₃COOH &gt; C₂H₅COOH‌ 。</p><p class="ql-block"><b>(三)常见酸的强弱顺序</b></p><p class="ql-block">‌ 强酸:高氯酸(HClO₄)、氢 碘 酸 (HI)、氢溴酸(HBr)、盐酸 (HCl)、硫 酸 (H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)等 。</p><p class="ql-block">‌ 弱酸‌:醋酸(CH₃COOH)碳酸(H₂CO₃)、次氯酸(HClO)等 。</p>