الأحماض والقواعد

تتضمن كل تفاعلات الكيمياء العضوية تقريبًا انتقال زوج من الإلكترونات من موضع غني إلى موضع فقير. وكيمياء الحمض–القاعدة هي أبسط حالة، أما pKa فهي طريقة قياس ذلك: كلما انخفضت pKa كان الحمض أقوى، وكل وحدة تمثل عاملًا مقداره عشرة.

السؤال المفيد ليس أبدًا "هل هذا حمضي؟" بل "ما مدى استقرار الأنيون المتبقي؟" يكون الحمض قويًا تحديدًا عندما تكون قاعدته المرافقة مستقرة.

هناك أربعة عوامل تثبّت ذلك الأنيون، تقريبًا بهذا الترتيب من حيث الأهمية:

• الذرة — تكون الشحنة السالبة أكثر استقرارًا على ذرة أعلى كهرسلبية، وتكون أكثر استقرارًا أيضًا على ذرة أكبر حجمًا. (pKa: CH₄ ~50، NH₃ 38، H₂O 15.7، HF 3.2.)
• الرنين — إن توزيع الشحنة على ذرتَي أكسجين هو سبب تفوق حمض الأسيتيك (pKa 4.8) على الإيثانول (pKa 16) بمقدار إحدى عشرة مرتبة من المقدار.
• الحث — تسحب الذرات القريبة عالية الكهرسلبية الشحنة بعيدًا. حمض ثلاثي كلورو الأسيتيك قيمة pKa له هي 0.7.
• التهجين — يمسك كربون sp زوجًا وحيدًا قريبًا من النواة، ولذلك يمكن نزع بروتون الألكاينات الطرفية (pKa حوالي25) بواسطة قواعد مثل الأميد، بينما تتطلب روابط C–H في الألكانات العادية ظروفًا أقوى بكثير.