Введение

Кислота, содержащая кислород. Оксикислота, оксокислота или тройная кислота — это кислота, содержащая кислород. В частности, это соединение, содержащее водород, кислород и как минимум один другой элемент, при этом как минимум один атом водорода связан с кислородом и может диссоциировать с образованием катиона H⁺ и аниона кислоты.

Описание

Согласно первоначальной теории Лавуазье, все кислоты содержали кислород, который был назван от греческого ὀξύς (oxys: кислота, острый) и корня γενής (genes: создатель). Позже было обнаружено, что некоторые кислоты, в частности соляная кислота, не содержат кислорода, и поэтому кислоты были разделены на оксокислоты и эти новые гидрокислоты. Во всех оксокислотах кислотный водород связан с атомом кислорода, поэтому прочность связи (длина) не является определяющим фактором, как это имеет место в бинарных гидридах неметаллов. Скорее, кислотность оксокислоты определяется электроотрицательностью центрального атома и количеством атомов кислорода. Для оксокислот с одинаковым центральным атомом кислотность увеличивается с ростом числа атомов кислорода, связанных с ним. При одинаковом количестве связанных атомов кислорода кислотность увеличивается с ростом электроотрицательности центрального атома. По сравнению с солями их депротонированных форм (класс соединений, известных как оксианионы), оксокислоты обычно менее стабильны, и многие из них существуют лишь формально как гипотетические частицы или только в растворе и не могут быть выделены в чистом виде. Существует несколько общих причин этого: (1) они могут конденсироваться с образованием олигомеров (например, H2CrO4 в H2Cr2O7) или дегидратироваться до ангидрида (например, H2CO3 в CO2), (2) они могут подвергаться диспропорционированию с образованием соединений с более высокой и более низкой степенью окисления (например, HClO2 в HClO и HClO3), или (3) они могут существовать почти полностью в другой, более стабильной таутомерной форме (например, фосфористая кислота P(OH)3 существует почти полностью в виде фосфоновой кислоты HP(=O)(OH)2). Тем не менее, перхлорная кислота (HClO4), серная кислота (H2SO4) и азотная кислота (HNO3) – это несколько распространенных оксокислот, которые относительно легко получают в виде чистых веществ. Имидные кислоты образуются путем замещения =O на =NR в оксокислоте.

Наименования неорганических оксикислот

Многие неорганические оксикислоты традиционно называются именами, заканчивающимися словом «кислота», и которые также содержат, в несколько модифицированной форме, название элемента, входящего в их состав помимо водорода и кислорода. Хорошо известными примерами таких кислот являются серная кислота, азотная кислота и фосфорная кислота. Эта практика прочно устоялась, и IUPAC признал такие названия. В свете современной химической номенклатуры эта практика является исключением, поскольку систематические названия соединений формируются в соответствии с содержащимися в них элементами и их молекулярной структурой, а не по другим свойствам (например, кислотности). Однако IUPAC не рекомендует присваивать имена, заканчивающиеся словом «кислота», новым, ещё не открытым соединениям. Фактически, полностью систематическое название серной кислоты, согласно правилам IUPAC, будет дигидроксидиоксидосульфур, а сульфат-иона – тетраоксидосульфат(2−). Однако такие названия практически не используются. При этом один и тот же элемент может образовывать более одной кислоты при соединении с водородом и кислородом. В таких случаях английская практика различения таких кислот заключается в использовании суффикса «-ic» в названии элемента в названии кислоты, содержащей больше атомов кислорода, и суффикса «-ous» в названии элемента в названии кислоты, содержащей меньше атомов кислорода. Таким образом, например, серная кислота – H2SO4, а сернистая кислота – H2SO3. Аналогично, азотная кислота – HNO3, а азотистая кислота – HNO2. Если существует более двух оксикислот с одним и тем же центральным атомом, то в некоторых случаях кислоты различаются добавлением приставок «per-» или «hypo-» к их названиям. Однако приставка «per-» используется только в том случае, когда центральный атом является галогеном или элементом VII группы.