В химии галогеноводородные кислоты ( галогенводородные кислоты в водной фазе) представляют собой двухатомные неорганические соединения , которые действуют как кислоты Аррениуса . Формула: H X, где X — один из галогенов : фтор , хлор , бром , йод , астат или теннессин . [1] Все известные галогениды водорода являются газами при стандартной температуре и давлении . [2]
Галогениды водорода представляют собой двухатомные молекулы, не склонные к ионизации в газовой фазе (хотя сжиженный фтороводород является полярным растворителем, чем-то похожим на воду). Таким образом, химики отличают хлористый водород от соляной кислоты. Первый представляет собой газ при комнатной температуре, который реагирует с водой с образованием кислоты. После образования кислоты двухатомную молекулу можно регенерировать лишь с трудом, но не путем обычной перегонки . Обычно названия кислоты и молекул четко не различаются, так что на лабораторном жаргоне «HCl» часто означает соляную кислоту, а не газообразный хлористый водород.
Хлороводород в форме соляной кислоты является основным компонентом желудочной кислоты .
Фтороводород, хлорид и бромид также являются вулканическими газами .
Прямая реакция водорода с фтором и хлором дает фтористый водород и хлористый водород соответственно. Однако в промышленности эти газы получают путем обработки галоидных солей серной кислотой . Бромистый водород возникает при соединении водорода и брома при высоких температурах в присутствии платинового катализатора . Наименее стабильный галогеноводород, HI, получается менее прямым путем реакции йода с сероводородом или с гидразином . [1] : 809–815
Галогениды водорода представляют собой бесцветные газы при стандартных условиях температуры и давления (СТП), за исключением фторида водорода, который кипит при 19 °С. Единственный из галогеноводородов, фтороводород обладает водородными связями между молекулами и, следовательно, имеет самые высокие температуры плавления и кипения среди соединений серии HX. От HCl до HI температура кипения повышается. Эта тенденция объясняется увеличением силы межмолекулярных сил Ван-дер-Ваальса , которая коррелирует с количеством электронов в молекулах. Концентрированные растворы галоидоводородной кислоты выделяют видимый белый дым. Этот туман возникает в результате образования крошечных капель концентрированных водных растворов галоидоводородной кислоты.
При растворении в сильно экзотермической воде галогеноводороды образуют соответствующие кислоты. Эти кислоты очень сильные, что отражает их склонность к ионизации в водном растворе с образованием ионов гидроксония (H 3 O + ). За исключением плавиковой кислоты, галогеноводороды являются сильными кислотами , сила кислоты которых увеличивается по группе. Плавиковая кислота сложна, поскольку ее сила зависит от концентрации из-за эффектов гомоконъюгации . Однако в виде растворов в неводных растворителях, таких как ацетонитрил , галогенводороды имеют лишь умеренную кислотность.
Аналогично галогениды водорода реагируют с аммиаком (и другими основаниями), образуя галогениды аммония:
В органической химии реакция гидрогалогенирования используется для получения галогенуглеродов. Например, хлорэтан получают гидрохлорированием этилена : [5 ]