質問: 高校化学の質問です。
回答: ※長文失礼しますm(_ _)m 大まかにいうと、塩基の強さは、塩基分子表面で電子が濃い場所の負電荷密度の大きさ、によって決まります。 そして、塩基の立場に立って、そこがH+とどのくらいくっつきやすいか?――既にH+が付いてるなら、どれだけ離しにくいか?を意識すると、酸塩基の世界が本質的にも分かりやすくなるとおもいます! (一言に負電荷密度とは言っても、構成元素の陰性度、大きさ、分子の形、...など色んな要素が絡んだ総合的なものなので、シンプルな尺度で定量的にはかることは難しいです、なので理屈で分かる強弱だけは知っておくのがいいと思います。) ブレンステッドの酸塩基の定義で説明すると、 塩基の負電荷密度が大きければH+とくっつきやすい(=塩基として強い)(=H+を離しにくい=酸として弱い)し、 逆に不電荷密度が小さければH+とくっつきにくい(=酸として強い)(=H+を受け取っても離しやすい=塩基として弱い)です。 磁石みたいな感じですかね、、 さて、写真にある3種類で考える場合、負電荷を一番求める原子は、電気陰性度が一番大きいO(3.5)ですよね、なのでここでは「Oの不電荷密度の大きさ――つまり、どれだけ安定して負電荷を自分側に偏在できるか」、で考えます。 1OH-とCO3(2-) ...・電気陰性度がH(2.1)<C(2.5)なので、OからするとCよりもHとの方が、電子を自分側に寄せやすい ・CO3(2-)のOは3方向からCの電子対を引っ張っているので、OHのOに比べて、各々のOが分け合える負電荷が少ない。(実際には電子は分子内を高速で行ったり来たりしているので(共鳴といいます)、時間平均で見ると、の話ですが) ⇒Oの不電荷密度がOH->CO3(2-) 2CO3(2-)とHCO3(-) Oが分け合う電子が後者の方が少ない ⇒Oの不電荷密度つまりH+の引き寄せやすさが前者>後者。 よって塩基としての強さはOH->CO3(2-)>HCO3- つまり、これらにH+が付いた状態で酸として見るとき、酸としての強さはHOH<HCO3-<H2CO3、 であることと同値 余談ですが...ここではOで考えましたが、元素のサイズが違えば負電荷密度も変わります、フッ化水素HFとヨウ化水素HIとか。どちらも1価の酸ですが、もちろんHFが弱酸、HIが強酸です。 長くなってしまってすいません...お役に立てたら嬉しいです!