أحماض أوكسو هالوجين

في الكيمياء إن أحماض أوكسو هالوجين (Oxoacids)، عبارة عن أحماض تتكون من عنصر الهيدروجين وعنصر الأكسجين وأحد عناصر الهالوجينات، تقع الهالوجين (Oxoacids)، ضمن فئة المركبات غير العضوية، وبالنسبة للصيغة الكيميائية لأحماض أوكسو هالوجين فهي تختلف تبعا للهالوجين المستخدم.

أحماض أوكسو هالوجين

• إن عنصر الفلور، وعنصر الكلور، وعنصر البروم، وعنصر اليود وعنصر الأستاتين كلها أعضاء في المجموعة السابعة (17)، ويشار إليها مجتمعة باسم الهالوجينات، مما يعني صانعي الملح، أعضاء هذه المجموعة متشابهون بشكل لافت للنظر، مع التقدم ​​في المجموعة يلاحظ أن هناك تدرج ثابت في الخصائص الفيزيائية والكيميائية، وبالتالي فإنه لا يمكننا فصلهم في شكلهم النقي.

• في المحلول المائي، تكون هذه العناصر مستقرة، كما أنها مستقرة للغاية في شكل ملح، منها: أحماض الهيبوهالوس (+1 حالة أكسدة)، أحماض هالوس (+3 حالة أكسدة)، أحماض هاليك (+5 حالة أكسدة)، وأحماض بيرهاليك (+7 حالة أكسدة) هي الأنواع الأربعة للأكسدة التي تنتجها الهالوجينات، علما إن الأستاتين هو العنصر المشع الوحيد للمجموعة، تحتوي غلاف التكافؤ على سبعة إلكترونات (ns2 np5)، أقل بواحد من تكوين الغاز النبيل التالي.

• بسبب شحنتها النووية الفعالة، فإن الهالوجينات لها حجم متواضع، نتيجة لذلك، فإن الهالوجينات هم أقل عرضة لفقدان الإلكترونات وأكثر عرضة لاكتساب إلكترون من أجل إكمال ثماني إلكترونات، تبعا لقاعدة الثمانية، تتكون العديد من (oxoacids) من الهالوجينات (وهي أحماض تحتوي على الأكسجين في المجموعة الحمضية).

خصائص أوكسو الهالوجين

• إن عنصر الفلور صغير جدًا ولديه قدرة كهربية عالية، ونتيجة لذلك فإنه ينتج حمض أوكسيد واحد فقط ويمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (HOF)، والذي يُعرف أيضًا باسم حمض الفلوريك (I) أو حمض هيبوفلوروس، تتحد أعضاء عائلة الهالوجين الآخرين من أجل تكوين عدد من الأحماض المؤكسدة، علما أنه لا يمكن عزلهم في شكلهم النقي، فهي مستقرة في المحاليل المائية أو الأملاح.

• بشكل عام، تولد الهالوجينات أربعة أنواع من الأحماض: أحماض تحتية (+1 حالة أكسدة)، أحماض هالوس (+3 حالة أكسدة)، أحماض هاليك (+5 حالة أكسدة)، وأحماض بيرهاليك (+7 حالة أكسدة)، ومن الممكن أن يتم تقسيم الكلور إلى أربعة أنواع من أحماض الأكسدة، وهذا هو حمض هيبوكلوروس (HOCl)، حمض الكلور (HOClO)، حمض الكلوريك (HOClO2)، وحمض البيركلوريك (HOClO3).

• أما البروم فإنه ينتج حمض تحت البروموس (HOBrO2)، حمض البروميك (HOBr)، وحمض (HOBrO3)، يتحلل اليود إلى حمض هيبويودوس (HOI)، وحمض (HOIO2) وحمض (HOIO3).

هياكل أوكسو من الهالوجينات

• يتم تهجين ذرة الهالوجين الأساسية بنوع (sp3) في جميع أحماض الأكسدة، يحتوي كل (oxoacid) على رابطة (X-OH) واحدة على الأقل، توجد روابط “X = O” في غالبية هذه الأحماض، في الطبيعة تكون الرابطة المزدوجة بين ذرة الهالوجين المركزية والأكسجين في حمض الأكسوجين هي (d pi – pi)، حمض هيبوفلوروس، وحمض هيبوكلوروس، وحمض تحت البروموس، وحمض هيبويدوس هي أمثلة على الأحماض تحت الهيبوهالوس.

• فقط حمض أوكسيد الفلور هو حمض هيبوفلوروس، وذلك نظرًا لعدم وجود مدارات (d) في ذرة الفلور، لا يُعرف ارتفاع حامض الأكسدة للفلور، يتم تضمين حمض الكلور فقط في أحماض الهالوس، حالة أكسدة الكلور في حمض الكلور هي +3، نظرًا لوجود زوجين منفردان في قلب ذرة الكلور، فإن أيون الكلوريت يعرض شكل (V).

• حمض الكلوريك وحمض البروميك وحمض اليود عبارة عن أمثلة على أحماض الهاليك، في هذه الأحماض، يكون للهالوجين حالة أكسدة تبلغ +5، بسبب وجود زوج وحيد من الإلكترونات على ذرة الهالوجين المركزية، فإن أيونات الهاليت لها هيكل هرمي، حمض البيركلوريك وحمض البربروميك والحمض الدوري أمثلة على الأحماض المحيطة.

• حالة أكسدة الهالوجين لهذه الأحماض هي +7، يحتوي أيون (perhalate) على هيكل رباعي السطوح، العنصر الأول في أي سلسلة من أحماض الأكسدة الهالوجينية لديه قوة حمضية عالية، هذا لأن الهالوجينات لها سلبية كهربائية قوية وصغيرة الحجم، حمض البيركلوريك على سبيل المثال، لديه قوة حمضية عالية بين الأحماض (perhalic).

• نظرًا لأن الكلور كهرسلبي أكثر من البروم أو اليود، فإن زوج الإلكترون المشترك في رابطة (Cl-O) أقرب إلى الكلور من البروم في رابطة (Br-O) أو اليود في رابطة (I-O)، نتيجة لذلك، في حالة حمض البيركلوريك، تصبح رابطة (O-H) أضعف بشكل كبير، مما يسمح بإطلاق البروتون بسهولة، تزداد القوة الحمضية لحمض الأكسدة مع زيادة عدد أكسدة الهالوجين.