氫氧根
氫氧離子 | |
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別名 | 氫氧離子 |
識別 | |
CAS號 | 14280-30-9 |
ChemSpider | 936 |
SMILES |
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InChI |
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ChEBI | 16234 |
性質 | |
化學式 | OH− |
摩爾質量 | 17.00737(7) g·mol⁻¹ |
外觀 | 以水合離子形式存在, 無特徵顏色 |
pKa | ~22 |
pKb | -1.74 15.74 |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
氫氧離子,舊稱沎[1][2],化學符號為OH-。其中氫和氧之間以共價鍵連接,整體帶一單位的負電荷。常常與不同的元素組成氫氧化物。
命名
得名及與羥基的區別
一個氧原子和一個氫原子以共價鍵結合之後,通常以兩種方式與其他物質結合。其一,以共價鍵與碳、硅等非金屬結合。其二,奪取其他物質的一個電子,形成一個負電荷,然後以離子鍵與該物質的陽離子結合,根據無機化學命名法,以共價鍵與其他物質結合者稱之為「基」,以離子鍵與其他物質結合者稱為「根」,故前者命名為羥基,後者則稱為氫氧根。
命名
- 若為氫氧根與單一元素組成化合物,若令該元素為A([3]),則命名為氫氧化A,化學式為A(OH)n。[4]例如:鈉和氫氧根組成氫氧化鈉(燒鹼);鈣和氫氧根組成氫氧化鈣(熟石灰);但氯、硫等和氫氧根無法組成氫氧化氯、氫氧化硫等(因為氫氧根和氯、硫都帶負電)
- 化學式中的n,視元素A的價數,而改變其值,使其可以價數平衡。
- 與氫離子結合產生水。
性質
由於氫氧根是由一個氫原子和一個氧原子組成的基團,又通常氫原子價數為+1,氧原子的價數為-2,合起來為-1,也就是氫氧根的價數。
氫氧根與金屬離子、銨根結合成的無機化合物都為鹼性物質。
- 對於同一周期的金屬,其氫氧化物的鹼性隨金屬性增強而增加,故以鹼金屬為最強,比如氫氧化鈉>氫氧化鎂>氫氧化鋁。
- 對於同一主族的金屬元素,其氫氧化物的鹼性亦隨金屬性增強而增強,比如氫氧化銫>氫氧化鈉>氫氧化鋰。
- 位於金屬非金屬交界線上的金屬氫氧化物多為兩性,如氫氧化鋁和氫氧化鋅
- 常用的氨水為弱鹼性。
- 鹼金屬、鍶、鋇的氫氧化物可溶於水,其他金屬陽離子的氫氧化物難溶。
含有氫氧根的物質
含有氫氧根(化學式:OH−)的物質,統一稱為氫氧化物,屬於化合物,且一般為無機化合物,而最簡單的氫氧化物是水。氫氧化物為鹼性,以鹼金屬的氫氧化物最為鹼性。
常見的氫氧化物有:
除鹼金屬離子、NH4+、Ba2+、Sr2+、Ca2+和Tl+外,其他金屬氫氧化物都是難溶於水的。
解離
解離式
一般電解質解離
氫氧根在電解質的解離中占有很重要的地位,首先,因為水在25℃時會解離成氫離子和氫氧根,其體積莫耳濃度皆為10-7mol/L。解離式為:
同時,所有電解質在25℃時,解離後氫離子的體積莫耳濃度(記為[H+])與氫氧根的體積莫耳濃度(記為[OH-])相乘,必為10-14mol2/L2。
鹼性電解質解離
含有氫氧根的鹼性電解質,亦遵守在25℃時,[H+][OH-]=10-14mol2/L2。鹼性電解質,一般會解離出比較多的OH-。且電解質會影響水本身的解離,最後[H+][OH-]=10-14mol2/L2依然成立。用解離後[OH-]=10-3mol/L的氫氧化鈉舉例:
10-7(原水的[H+])乘10-7(原水的[OH-])+10-3(氫氧化鈉的[OH-])→水受到影響,降低解離→10-11(後水的[H+])乘10-11(後水的[OH-])+10-3(氫氧化鈉的[OH-])→10-11乘10-3→10-14
一般,水的部分的解離會被忽略,不過亦有例外:當鹼性電解質解離後的[OH-]≤10-7mol/L時。
pOH值
pOH值,定義為
不同於pH值,pOH值越小的物質,鹼性越強。當溫度上升時,水的pH值和pOH值皆縮小。