Кіріспе
Қышқыл немесе сілтемен реакцияға түсуге қабілетті химиялық қасиет. Химияда амфотерлік қосылыс (гр. amphoteros – «екі түрлі») – қышқыл ретінде де, сілте ретінде де реакцияға қабілетті молекула немесе ион. Бұл нені білдіретіні қышқылдар мен сілтелердің қандай анықтамалары қолданылып жатқанына байланысты. Амфотерлік түрлердің бірі – протонды (H⁺) беруге немесе қабылдауға қабілетті амфипроттық молекулалар. Брёнстед-Лоури қышқыл-сілте теориясында «амфотерлік» осыны білдіреді. Мысалы, аминқышқылы мен ақуыздар олардың амин (NH₂) және карбоксилдік қышқыл (COOH) топтарының арқасында амфипроттық молекулалар болып табылады. Су сияқты өздігінен иондалатын қосылыстар да амфипроттық болып табылады. Амфолиттер – қышқыл және сілтелік функционалдық топтарды қамтитын амфотерлік молекулалар. Мысалы, H₂N RCH CO₂H аминқышқылында сілтелік топ та, қышқылдық топ та бар және химиялық тепе-теңдікте бірнеше құрылым түрінде кездеседі: H₂N RCH CO₂H + H₂O ⇌ H₂N RCH COO⁻ + H₃O⁺ ⇌ H₃N⁺ RCH COOH + OH⁻ ⇌ H₃N⁺ RCH COO⁻ + H₂O. Шамамен бейтарап сулы ерітіндіде (pH ≅ 7) сілтелік амин тобы көбінесе протонмен толыққан, ал карбоксилдік қышқыл көбінесе депротонталған, сондықтан басым түрі – цвиттерион H₃N⁺ RCH COO⁻. Орташа заряды нөлге тең болатын pH молекуланың изоэлектрлік нүктесі деп аталады. Амфолиттер изоэлектрлік фокуста қолдану үшін тұрақты pH градиентін құру үшін қолданылады. Тұздар мен су түзу үшін қышқылдармен де, сілтелермен де реакцияға түсетін металл оксидтері амфотерлік оксидтер деп аталады. Көптеген металдар (мысалы, мырыш, қалайы, қорғасын, алюминий және бериллий) амфотерлік оксидтер немесе гидроксидтер түзеді. Алюминий оксиді (Al₂O₃) – амфотерлік оксидтің мысалы. Амфотеризм оксидтің тотығу дәрежесіне байланысты. Амфотерлік оксидтерге, басқалармен қатар, қорғасын(II) оксиді және мырыш оксиді жатады.
In chemistry, an amphoteric compound (from el amphoteros 'both') is a molecule or ion that can react both as an acid and as a base. What exactly this can mean depends on which definitions of acids and bases are being used. One type of amphoteric species are amphiprotic molecules, which can either donate or accept a proton (|H+). This is what "amphoteric" means in Brønsted–Lowry acid–base theory. For example, amino acids and proteins are amphiprotic molecules because of their amine (|\sNH2) and carboxylic acid (|\sCOOH) groups. Self ionizable compounds like water are also amphiprotic. Ampholytes are amphoteric molecules that contain both acidic and basic functional groups. For example, an amino acid |H2N\sRCH\sCO2H has both a basic group |\sNH2 and an acidic group |\sCOOH, and exists as several structures in chemical equilibrium:
H2N RCH CO2H + H2O<=> H2N RCH COO + H3O+<=> H3N+ RCH COOH + OH <=> H3N+ RCH COO + H2O
In approximately neutral aqueous solution (pH ≅ 7), the basic amino group is mostly protonated and the carboxylic acid is mostly deprotonated, so that the predominant species is the zwitterion |H3N+\sRCH\sCOO The pH at which the average charge is zero is known as the molecule's isoelectric point. Ampholytes are used to establish a stable pH gradient for use in isoelectric focusing. Metal oxides which react with both acids as well as bases to produce salts and water are known as amphoteric oxides. Many metals (such as zinc, tin, lead, aluminium, and beryllium) form amphoteric oxides or hydroxides. Aluminium oxide (|Al2O3) is an example of an amphoteric oxide. Amphoterism depends on the oxidation states of the oxide. Amphoteric oxides include lead(II) oxide and zinc oxide, among many others.
Этимология
Амфотерлік грек тіліндегі "амфотерои" (ἀμφότεροι) сөзінен туындаған, яғни "екі түрлі" деген мағынаны білдіреді. Қышқыл-негіздік химиядағы байланысты сөздер – амфихроматикалық және амфихроикалық, екеуі де қышқыл-негіздік индикаторлар сияқты заттарды сипаттайды, олар қышқылмен әрекеттескенде бір түс, ал негізбен әрекеттескенде басқа түс береді.
Амфипротикалық молекулалар
Брёнстед-Лоуридің қышқылдар мен сілтелер теориясына сәйкес, қышқылдар – протон донорлары, ал сілтелер – протон қабылдағыштары. Амфипротикалық молекула (немесе ион) протонды беруге немесе қабылдауға қабілетті, осылайша қышқыл немесе сілте ретінде әрекет етеді. Су, аминқышқылдары, гидрокарбонат ионы (немесе бикарбонат ионы) HCO3, дигидрофосфат ионы H2PO4 және гидросульфат ионы (немесе бисульфат ионы) HSO4 – амфипротикалық түрлердің кең таралған мысалдары. Олар протон бере алатындықтан, барлық амфипротикалық заттарда сутек атомы болады. Сондай-ақ, олар қышқыл немесе сілте сияқты әрекет ете алатындықтан, амфотерлік қасиетке ие.