Relazione fra proprieta' acido base e struttura chimica.

• I fattori che determinano le proprieta' acido base di una certa specie chimica sono molteplici e non esistono criteri generali e infallibili. Si possono tuttavia evidenziare alcuni punti importanti che valgono in un gran numero di casi semplici.
• Un acido di Lowry e Brönsted e' una specie capace di donare un protone. Se il protone e' legato all'atomo $X$, si deve avere la rottura eterolitica (cioe' con la perdita dell'elettrone da parte dell'atomo di idrogeno) del legame $\xy*{X};/r2em/*{H}**\dir{-}\endxy$:
  
  $$\xy*!R{\cdots};/r1em/*{X}**\dir{-};p+/r2em/*{H}**\dir{-}\endxy\rightarrow\xy*!R{\cdots};/r1em/*!L{X^-+H^+}**\dir{-}\endxy$$
  
  

• E' intuitivo che tale rottura sara' tanto piu' facile quanto piu' il legame $\xy*{X};/r2em/*{H}**\dir{-}\endxy$ e' polarizzato verso $X$, cioe' quanto piu' elettronegativo e' l'atomo $X$ rispetto all'idrogeno. Un esempio di questo effetto e' dato dal confronto delle proprieta' acide e della differenza di elettronegativita' nella serie seguente (con $\Delta$ e' indicata la differenza di elettronegativita' fra il non metallo e l'idrogeno):

  
  

  $$\begin{array}{ccccc} &CH_4&NH_3&H_2O&HF\\ \Delta&0.4&0.8&1.... ...approx0&\approx0&1.0\times10^{-14}&6.6\times10^{-4} \end{array}$$
  
  

• L'elettronegativita' non e' pero' l'unico fattore che determina le proprieta' acide di una specie chimica. Anche l'energia del legame $\xy*{X};/r2em/*{H}**\dir{-}\endxy$ e' importante. Chiaramente, maggiore e' l'energia richiesta per spezzare il legame $\xy*{X};/r2em/*{H}**\dir{-}\endxy$ e piu' difficilmente il protone potra' essere ceduto. Un esempio in questo senso e' dato dalla serie degli alogenuri di idrogeno. Sulla sola base dell'elettronegativita' vista sopra, ci si aspetterebbe che $HF$ sia l'acido piu' forte. Invece si osserva una correlazione fra l'energia di dissociazione ($D$) e la forza acida:

  
  

  $$\begin{array}{ccccc} &HI&HBr&HCl&HF\\ D\;(kJ/mol)&297&368&431&569\\ K_A&10^9&10^8&1.3\times10^6&6.6\times10^{-4} \end{array}$$