Question:
Pourquoi l'acide arsénique est-il désigné H3AsO3?
Richard Terrett
2012-05-28 07:04:46 UTC
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Inspiré par cette question, je me demande pourquoi l'acide arsénique est fréquemment désigné par $ \ ce {H3AsO3} $ , par opposition à $ \ ce {As (OH) 3} $ , qui semble refléter plus précisément sa connectivité?

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Je me sens comme un dingue, oubliant l'acide sulfurique ( $ \ ce {H2SO4} $ ), l'acide phosphorique ( $ \ ce {H3PO4} $ ) et acide borique ( $ \ ce {B (OH) 3} $ ), etc. Bonne discussion, les gens!

Pendant que Manishearth effectue des recherches approfondies, voici un indice: tout dépend de la liaison dans la chaîne H-O-X, X étant l'arsenic dans ce cas, se brise ou se dissocie le plus facilement. Observez par exemple le contraste entre l'acide hypochloreux, H-O-Cl, et l'hydroxyde de sodium, H-O-Na.
@TerryBollinger: En fait non, c'est plus facile que ça. C'est juste que nous avons deux types de formules différentes ici.
Oh attendez, je vois ce que vous voulez dire ... Ouais, c'est un facteur ici, mais pas le point principal.
Oui, juste un indice, pas destiné à répondre au point principal que vous recherchiez ... qui, je vois, est maintenant disponible ci-dessous, cool!
Comme (OH) 3 ressemble à trois alcools, ce qui ne correspond pas à la réactivité des composés, bien que techniquement correct? Ou ai-je totalement tort à ce sujet?
Pourriez-vous jeter un œil à http://meta.chemistry.stackexchange.com/a/182/22 - cela vous dérangerait-il que votre question soit réécrite en une question plus générale?
Deux réponses:
#1
+44
ManishEarth
2012-05-28 08:54:24 UTC
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Tous les éléments cités copiés à partir du Livre rouge de l'IUPAC, IR-4 sauf indication contraire

Ce n'est pas seulement $ \ ce {H3AsO3} $. Qu'en est-il de $ \ ce {H3BO3, H3PO4, H2SO4, HClO4} $? Ou en fait, tout autre oxyacide?

En gros, nous avons plusieurs façons d'écrire des formules en ligne de composés covalents . La première est la manière ennuyeuse ( formule moléculaire ), et la deuxième est la manière amusante ( formule structurelle ) où la formule révèle un peu de la structure. $ \ ce {As (OH) 3} $ révèle la structure, $ \ ce {H3AsO3} $ ne le fait pas.

Pour les composés constitués de molécules discrètes, la formule moléculaire, par opposition à la formule empirique peut être utilisée pour indiquer la composition réelle des molécules. Pour l'ordre de citation des symboles dans les formules moléculaires, voir la section IR-4.4.


Une formule structurelle donne des informations partielles ou complètes sur la manière dont les atomes d'une molécule sont connectés et disposés en espace. Dans les cas simples, une formule de ligne qui n'est qu'une séquence de symboles atomiques donne des informations structurelles à condition que le lecteur sache que la formule représente l'ordre des atomes dans la structure linéaire.

Alors, quoi sont les règles pour écrire la formule moléculaire?

Eh bien, au départ, ces règles étaient essentiellement que nous suivions simplement l'électronégativité - l'élément le plus électropositif est répertorié en premier et ainsi de suite. On dirait qu'ils l'ont légèrement changé.

Premièrement, il y a en fait deux normes de classement - l'une est la norme alphabétique extrêmement ennuyeuse, que je ' Je n'ai jamais vu utilisé (sauf dans les formules emperiques), et l'un est via l'électronégativité.

Maintenant, au lieu de suivre les électronégativités absolues, l'IUPAC a assigné un ordre de "pseudo-électronégativité" (ma terminologie). Les règles sont les suivantes (source) :

  • pour deux éléments dans des groupes différents - alors l'élément du groupe le plus élevé a une "électronégativité" plus élevée
  • pour deux éléments du même groupe, l'élément avec le plus petit numéro atomique a la "électronégativité" plus élevée "
  • L'hydrogène est censé être moins électronégatif que le polonium et plus électronégatif que l'azote. Par conséquent, les formules de l'eau et de l'ammoniac peuvent s'écrire respectivement H2O et NH3.

Cela conduit à l'ordre des éléments "pseudo-électronégativité" suivant:

enter image description here

(cliquez pour agrandir)

La motivation derrière cela doit probablement être le caractère erratique et difficile à - quantifier la nature de l'énectronégativité "réelle".


Maintenant, nous pouvons appliquer ces règles de la manière suivante:

  • Si le composé est un binaire composé (seulement deux éléments, pas deux atomes), alors nous suivons simplement le truc de pseudo-électronégativité.

    Conformément à la pratique établie, le critère d'électronégativité (Section IR -4.4.2.1) est le plus souvent utilisé dans les espèces binaires.

  • Si le composé est un composé de coordination, on commande les atomes centraux par pseudo-électronégativité, et ligands par ordre alphabétique, comme écrit (par exemple $ \ ce {(en)} $ avant $ \ ce {(dmg)} $, mais $ \ ce {C2H4 (NH2) 2} $ après $ \ ce {( dmg)} $, même si $ \ ce {(en)} $ et $ \ ce {C2H4 (NH2) 2} $ sont identiques).

    L'ordre de citation des atomes centraux est basé sur l'électronégativité comme décrit dans la section IR-4.4.2.1. Les ligands sont cités par ordre alphabétique (section IR-4.4.2.2) selon le premier symbole de la formule du ligand ou de l'abréviation du ligand (voir section IR-4.4.4) tel qu'écrit. Lorsque cela est possible, la formule du ligand doit être écrite de telle manière que le symbole de l'atome donneur / est le plus proche du symbole de l'atome central auquel il est attaché.

  • Enfin (sauf règles supplémentaires ennuyeuses pour les isotopes et l'hydratation), nous avons ce que l'on appelle des "sels généralisés" . C'est pour les composés qui peuvent être traités comme étant constitués d'ions. Les ions sont classés par électronégativité et les éléments de chaque ion sont classés par ordre alphabétique {*}.

    Si la formule d'un composé contenant trois éléments ou plus n'est pas attribuée naturellement à l'aide des deux sections précédentes , le composé peut être traité comme un sel généralisé. On entend par ce terme tout composé dans lequel il est possible d'identifier au moins un constituant qui est un ion positif ou peut être classé comme électropositif ou plus électropositif que les autres constituants, et au moins un constituant qui est un ion négatif ou peut être classé comme électronégatif ou plus électronégatif que le reste des constituants. Le principe de classement est alors:

    (i) tous les constituants électropositifs précèdent tous les constituants électronégatifs;

    (ii) dans chacun des deux groupes de constituants, l'ordre alphabétique est utilisé.

C'est la règle dont nous avons besoin pour écrire la formule pour $ \ ce {H3AsO3} $. Tout d'abord, nous devons clarifier ce que l'on entend par " traité comme étant composé d'ions". Eh bien, pour cela, comme @Terry l'a noté ci-dessus, nous recherchons le lien le plus faible. Dans $ \ ce {NaOH} $, nous avons des forces de liaison relatives $ \ ce {Na ... OH} $, alors que $ \ ce {H3AsO3} $ est $ \ ce {As- (O ... H) 3} $. Ainsi, dans $ \ ce {NaOH} $, la rupture "ion" est $ \ ce {Na +, OH -} $, tandis que dans $ \ ce {H3AsO3} $, les ions sont $ \ ce {H +, AsO3-} $.

Ainsi, l'acide arsénique est décomposé en ions, dont $ \ ce {H +} $ est écrit en premier. Dans chaque ion, nous classons par ordre alphabétique, donc nous obtenons $ \ ce {AsO3} $, et non $ \ ce {O3As} $. En les rassemblant, nous obtenons $ \ ce {H3AsO3} $.


* Bien qu'il s'agisse de la règle IUPAC, il semble que, dans les ions, la plupart des gens suivent à nouveau les règles d'électronégativité. L ' acide séléneux semble être communément appelé $ \ ce {H2SeO3} $, alors qu'il devrait être $ \ ce {H2O3Se} $. Mais cela semble être une infraction mineure:

Un écart par rapport à l'ordre alphabétique des constituants d'une même classe est autorisé pour souligner les similitudes entre les composés.

#2
+11
Dissenter
2014-06-05 19:18:37 UTC
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Vous pouvez l'écrire comme vous le souhaitez. Vérifiez ceci:

enter image description here

Notez la présence de formules telles que $ \ ce {(HO) _2SO_2} $ pour l'acide sulfurique. Cette fiche d'information est la même feuille de formule que j'ai utilisée lorsque j'ai appris. Sert un bon objectif pédagogique - mettre l'accent sur la structure - et sa relation avec la réactivité, la stabilité, etc.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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