Factoren die het zuur gedrag beïnvloeden

Factoren die het zuur gedrag beïnvloeden De sterkte van een zuur is afhankelijk van de stabiliteit van de gevormde geconjugeerde base. Hoe stabieler de geconjugeerde base, hoe zwakker deze base is, hoe moeilijker het een proton zal opnemen.  grootte van het atoom

Wanneer atomen sterk verschillen in grootte, zal het sterkste zuur deze stof zijn waarbij het H-atoom gebonden is aan het grootste atoom.

In de geconjugeerde base is de negatieve lading dan verspreid over een groter volume. De elektronendensiteit is lager, dit stabiliseert het anion. voorbeeld: relatieve grootte: F- < Cl- < Br- < Irelatieve aciditeit: HF < HCl < HBr < HI

 elektronegatieve waarde

Wanneer atomen een gelijkaardige grootte hebben, speelt de EN-waarde een rol in de relatieve sterkte van de zuren. Het sterkste zuur zal deze stof zijn waarbij het H-atoom gebonden is aan het atoom met de grootste EN-waarde. voorbeeld: relatieve EN-waarde: C < N < O < F relatieve aciditeit: CH4 < NH3 < H2O < HF

 hybridisatie

De hybridisatie heeft een invloed op de EN-waarde. Aangezien de EN-waarde een maat is voor de aantrekking van de bindende elektronen tot de kern, neemt de EN-waarde toe naarmate het % s-orbitaal toeneemt. De gemiddelde afstand tussen s-elektron en de kern is immers kleiner dan de gemiddelde afstand tussen een p-elektron en de kern.

Een grotere aantrekking van elektronen tot de kern stabiliseert een carbanion (= ion waarbij C-atoom een negatieve lading draagt). relatieve EN-waarde: sp > sp² > sp³ relatieve aciditeit: CH≡CH > CH2=CH2 > CH3-CH3

 inductief effect

Met inductief effect bedoelt men de verschuiving van bindende e-paren op basis van EN-waarde langs σ-bindingen.

Voor sommige samengestelde groepen is de relatieve inductieve stabilisatie experimenteel bepaald ten opzichte van waterstof. Daarbij komt men tot onderstaande volgorde.

Een negatief inductief effect is een elektronzuigend effect. Het verhoogt de aciditeit van het zuur. De elektronendensiteit van de geconjugeerde base verlaagt; dit stabiliseert het anion. voorbeeld:

De invloed van het inductief effect van een substituent daalt naarmate de afstand tot het zure proton stijgt.

 mesomeer effect

Met mesomeer effect bedoelt men de effecten van elektronendelokalisatie.

Dit treedt voornamelijk op tussen atomen van gelijke grootte, die behoren tot dezelfde periode.

Een zuur waarvan de geconjugeerde base gedelokaliseerde elektronen heeft, heeft een hogere aciditeit dan een zuur waarvan de geconjugeerde base enkel gelokaliseerde elektronen heeft.

voorbeeld:

weergave ↙ ↘ verschillende grensstructuren 'gemiddelde' structuur of mesomere vormen, gescheiden waarin gedelokaliseerde door een pijltje e- voorgesteld worden door stippellijn

mesomerie treedt op wanneer ↙ ↘ een meervoudige binding door een enkelvoudige binding gescheiden is van een atoom dat over een vrij doublet beschikt

A = B – C↕ A - B = C minstens twee meervoudige bindingen onderling door één enkelvoudige binding gescheiden zijn = geconjugeerde dubbele bindingen A = B - C = D ↕ A - B = C – D+ ↕ A+ - B = C – D-

Een grensstructuur is o.a. energiearmer of stabieler naarmate er minder formele ladingen in voorkomen. Stabiele grensstructuren dragen meer bij tot de ware elektronenverdeling. Wanneer grensstructuren equivalent zijn, is hun bijdrage tot de ware e-verdeling identiek en zijn de e- optimaal gedelokaliseerd; de structuur is dan bijzonder stabiel.

voorbeelden:

voorbeelden:

geconjugeerde dubbele bindingen = dubbele bindingen gescheiden door één enkelvoudige binding

6-ring van C-atomen waarin 6 π-egedelokaliseerd zijn over alle atomen = benzeenring of aromatische ring