옥시아시드

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옥산아시드, 옥소아시드, 또는 테르나리산은 산소를 함유한 산이다. 구체적으로는 수소⁺, 산소, 그리고 적어도 하나의 다른 원소를 포함하고 있는 화합물로, H cation과 산의 음이온을 생성하기 위해 분리될 수 있는 산소에 적어도 하나의 수소 원자가 결합되어 있다.^[1]

설명

라부아지에의 원래 이론에 따르면 모든 산은 산소를 함유하고 있었는데, 산소는 그리스어 ὀξςς(산소: 산, 샤프)와 뿌리 -γενής(-genes: creator)에서 따왔다. 일부 산들, 특히 염산은 산소를 포함하고 있지 않아서 산소는 산소와 새로운 수산화물로 나뉘었다는 것이 나중에 밝혀졌다.

모든 옥시아시드는 산소원자에 묶인 산성수소를 가지고 있으므로 결합강도(길이)는 2진 비금속 하이드라이드를 가지고 있기 때문에 인자가 아니다. 오히려 중심 원자(X)의 전기성과 O 원자의 수가 옥시산성을 결정한다. 같은 중심 원자 X와 함께 X에 부착된 옥시겐의 수가 증가함에 따라 산성 강도가 증가한다. E 주위에 같은 수의 옥시겐이 있으면 X의 전기성에 따라 산성 강도가 증가한다.

그들의 퇴화된 형태의 소금에 비해, 옥시아니온, 옥시아이드는 일반적으로 안정성이 떨어지며, 그들 중 다수는 가상의 종으로만 공식적으로 존재하거나, 용액으로만 존재하며 순수한 형태로 고립될 수 없다. 이것에는 몇가지 일반적인 이유:(1)그들은(2)들은 더 높은 하나의 화합물에 다른 하나는 낮은 산화 상태(예:HClO2 HClO과 HClO3에)또는(3)그들은 거의 완전히 a로 존재할 것 균형이 안 맞는 수 있는 경우, 무수(예:H2CO3 이산화 탄소에)을 형성하기 위해 올리고 모는, 또는 모든 방법으로 수분을 빼(예:H2CrO4 H2Cr2O7에)을 만들기 위해 압축해 줄것이다nother, 보다 안정적인 토토메릭 형태(예: 인산 P(OH)₃는 거의 전적으로 인산 HP(=O)(OH)로 존재한다.₂ 그럼에도 불구하고, 과염소산(HClO₄), 황산(HSO₂₄), 질산(HNO₃)은 비교적 쉽게 순수한 물질로 준비되는 몇 가지 일반적인 산산성이다.

이미드산은 옥시산이드에서 =O를 =NR로 대체하여 생성된다.^[2]

특성.

옥시산 분자는 다른 원자나 원자 그룹이 중심 원자 X에 연결될 수 있는 구조인 X-O-H를 포함한다. 용액에서 그러한 분자는 두 가지 뚜렷한 방법으로 이온으로 분리될 수 있다.

• X−O−H ⇄ (X−O)⁻ + H⁺
• X−O−H ⇄ X⁺ + OH^−[3]

만약 중심 원자 X가 강하게 전기적이라면, 그것은 산소 원자의 전자를 강하게 끌어당긴다. 그럴 경우 산소와 수소 원자의 결합은 약하며, 화합물은 위의 두 화학 방정식 중 전자의 방법으로 쉽게 이온화된다. 이 경우 화합물 XOH는 양성자, 즉 수소이온을 방출하기 때문에 산성이다. 예를 들어 질소, 황, 염소는 강한 전기적 원소로서 질산, 황산, 과염소산이 강한 산이다.

그러나 X의 전기가중성이 낮으면, 그 화합물은 후자의 화학 방정식에 따라 이온으로 분화되며, XOH는 알칼리성 수산화물이다. 그러한 화합물의 예로는 수산화나트륨 NaOH와 수산화칼슘 Ca(OH)가 있다.₂^[3] 그러나 산소의 높은 전기성 때문에 수산화나트륨과 같은 대부분의 흔한 옥소바제는 물에 강하게 기초하지만 다른 염기에 비해 적당히 기초가 되어 있을 뿐이다. 예를 들어 물인 수산화나트륨의 결합산의 pKa는 15.7인 반면 암모니아 아미드 나트륨의 pKa는 40에 가까워 아미드나트륨보다 수산화나트륨의 기반이 훨씬 약하다.^[3]

X의 전기자극성이 그 중간 어딘가에 있을 경우 화합물은 원형질 수 있으며, 그 경우 염기와 반응할 때는 전자의 경우, 산과 반응할 때는 후자의 경우 양방향으로 이온과 분리될 수 있다. 이것의 예로는 에탄올과 같은 알콜이 있다.^[3]

무기산산소체는 전형적으로 HXO형_mn 화학식을 가지고 있는데, 여기서 X는 중심 원자로 기능하는 원자인 반면, 매개변수 m과 n은 원소 X의 산화 상태에 의존한다. 대부분의 경우 X 원소는 비금속이지만 크롬과 망간과 같은 일부 금속은 가장 높은 산화 상태에서 발생할 때 옥시아시드를 형성할 수 있다.^[3]

옥산아시드가 가열되면 많은 옥산아시드가 물과 무수화합된다. 대부분의 경우 그러한 무수체는 비금속 산화물이다. 예를 들어 이산화탄소(CO₂)는 탄산의 무수화물인 HCO₂₃, 삼산화황은 황산의 무수화물인₃ HSO이다₂₄. 이 무수체는 물과 빠르게 반응하여 다시 그 옥산아시드를 형성한다.^[4]

카르복실산이나 페놀과 같은 많은 유기산은 옥산성이다.^[3] 그러나 이들의 분자구조는 무기산산산화물보다 훨씬 더 복잡하다.

흔히 접하는 산은 대부분 옥산성이다.^[3] 실제로 18세기에 라부아지에르는 모든 산이 산소를 포함하고 산소가 산성을 일으킨다고 가정했다. 이 때문에, 그는 그리스어에서 유래된 산소와 산-메이커라는 뜻의 산소를 이 원소에게 주었는데, 이것은 여전히 어느 정도 변형된 형태로 대부분의 언어에서 사용되고 있다.^[5] 그러나 후에 험프리 데이비는 소위 뮤리아산이 강한 산임에도 불구하고 산소를 함유하지 않았다는 것을 보여주었다; 대신에 그것은 염화수소 HCl의 용액이다.^[6] 산소가 함유되지 않은 산은 오늘날 수산화물로 알려져 있다.

무기산산산화물의 이름

많은 무기산산산산화물은 전통적으로 산성이라는 단어로 끝나는 이름으로 불리며, 수소와 산소 외에 함유된 원소의 이름도 다소 변형된 형태로 함유하고 있다. 그러한 산의 잘 알려진 예는 황산, 질산, 인산이다.

이러한 관행은 완전히 확립되어 있으며, IUPAC는 그러한 명칭을 받아들였다. 현재의 화학적 명명법에 비추어 볼 때, 화합물의 체계적 명칭은 그들이 가지고 있는 다른 성질(예를 들어 산도)에 따라가 아니라, 그들이 포함하는 원소와 그 분자 구조에 따라 형성되기 때문에, 이 관행은 예외다.^[7]

그러나 IUPAC는 아직 발견되지 않은 미래 화합물을 산성이라는 단어로 끝나는 이름으로 부르지 말 것을 권고한다.^[7] 실제로, 산은 해당 음이온 앞에 수소라는 단어를 추가함으로써 형성된 이름으로 불릴 수 있다. 예를 들어, 황산은 황산수소(또는 황산 이수소)라고 불릴 수 있다.^[8] 실제로 IUPAC의 규칙에 따르면 황산의 완전한 체계적 명칭은 디하이드록시디오디옥시도황산염일 것이며 황산 이온인 테트라옥시도황산염(2-)^[9]의 명칭은 거의 사용되지 않는다.

그러나 같은 원소가 수소와 산소를 혼합했을 때 둘 이상의 산을 형성할 수 있다. 이런 경우 그러한 산을 구분하는 영어 연습은 산소 원자가 더 많이 들어 있는 산 이름에는 원소의 이름으로 접미사 -ic를, 산소 원자가 더 적게 들어 있는 산 이름에는 원소의 이름으로 접미사 -ous를 사용하는 것이다. 따라서 예를 들어 황산은 HSO₂₄, 황산은 HSO₂₃. 이와 유사하게 질산은 HNO₃, 질산은 HNO₂. 그리고 질산은 HNO. 중심 원자와 동일한 원소를 갖는 옥산아시드가 두 개 이상 있으면, 경우에 따라 산은 이름에 접두사 per- 또는 hi-를 붙여 구별한다. 그러나 접두사 per-는 중심 원자가 할로겐 또는 그룹 7 원소인 경우에만 사용된다.^[8] 예를 들어, 염소는 다음과 같은 네 가지 옥산염을 가지고 있다.

• 차아염소산HClO
• 염소산 HClO₂
• 염소산HClO₃
• 과염소산 HClO₄

접미사 -ite는 산에서 파생된 음이온과 염의 이름에서 발생하며, 그 이름은 접미사 -ous로 끝난다. 한편, 접미사 -ate는 산에서 유래한 음이온과 염류의 이름에서 발생하며, 그 이름은 접미사 -ic로 끝난다. 음이온과 염의 이름으로 접두사 피하와 퍼가 발생한다. 예를 들어 이온 ClO를⁻
₄ 과염소산염이라고 부른다.^[8]

몇 가지 경우, 접두사는 일부 산산소와 그 파생 음이온의 이름으로 발생한다. 이런 경우에 파라산은 물 분자가 정형산 분자와 분리되어 있다면 정형산의 잔존으로 생각할 수 있는 것이다. 예를 들어 인산인 HPO를₃₄ 형광산인 HPO와 구별하기 위해 가끔 오르토인산(Othophosphoric acid, HPO₃.^[8] 그러나 IUPAC의 현재 규칙에 따르면 접두사 정형외과-는 정형외과적 산과 정형외과적 산, 그리고 그에 상응하는 음이온과 염의 이름에만 사용되어야 한다.^[10]

예

다음 표에서 음이온의 공식과 이름은 양자로써 모든 수소 원자를 잃었을 때 산의 잔존하는 것을 가리킨다. 그러나 이 산들 중 다수는 폴리프로틱이며, 이 경우 하나 이상의 중간 음이온이 존재한다. 이러한 음이온의 이름으로 수소 접두사(기존 명명법에서 bi-)가 추가되며, 필요한 경우 숫자 접두사가 추가된다. 예를 들어, SO는²⁻
₄ 황산염 음이온이고, HSO는⁻
₄ 하이드로겐설프산(또는 비황산염) 음이온이다. 마찬가지로 PO는³⁻
₄ 인산염, HPO는²⁻
₄ 수소인산, HPO는
₂⁻
₄ 이수소인산염이다.

옥산아시드와 그에 상응하는 음이온

요소군	원소(중앙 원자)	산화 상태	산성식	산성명[8][9]	음이온식	음이온 이름
6	크롬	+6	H 2CrO 4	크롬산	CRO2− 4	크로마테
			H 2Cr 2O 7	디크롬산	CRO 22− 7	디크롬산염
7	망간	+7	HMnO 4	페망간산	엠노− 4	과망간산염
		+6	H 2MnO 4	망간산	엠노2− 4	망가나이트
	테크네튬	+7	HTCO 4	페르테크네틱산	TCO− 4	페르테크네테이트
		+6	HTCO 2 4	테크네틱산	TCO2− 4	테크네타이트
	레늄	+7	HREO 4	페레닌산	레오− 4	페르헤나테
		+6	HREO 2 4	테트라옥소헤닉산	레오2− 4	레나테(VI)
		+5	HREO 3	삼산화산(V)산	레오− 3	트리오소르헤네이트(V
			HREO 3 4	테트라옥소헤닉(V)산	레오3− 4	테트라옥소헤네이트(V)
			HREO 4 2 7	헵타옥소디르헨산	레오 24− 7	디르헤나테(V)
8	철	+6	H2FeO4	페릭산	FeO42–	페레이트
	루테늄	+6	HRUO24	루텐산	루오42–	루테나이트
		+7	HRUO4	페루테닉산	루오4–	과루테네이트(오스뮴과 비교한 사용량 차이 유의)
		+8	HRUO25	초루텐산	HRUO5–	하이퍼루테나이트[11]
	오스뮴	+6	호소66	오스미산	호소462–	오스메이트
		+8	호소46	과로산	호소262–	페로메이트(루테늄과 비교한 사용량 차이)
13	붕어	+3	H 3BO 3	붕산 (이전의 정형산)[10]	BO3− 3	붕산염 (이전 정형외과)
			(HBO 2) n	메타보리산	BO− 2	메타볼
14	탄소	+4	H 2CO 3	카본산	CO2− 3	탄산염
	실리콘	+4	HSIO 4 4	규산 (이전의 정형산)[10]	SiO4− 4	규산염(이전의 정형외과)
			HSIO 2 3	메타실산	SiO2− 3	메타실리케이트
14, 15	탄소, 질소	+4, −3	호크엔	시안산	OCN−	시안산염
15	질소	+5	HNO 3	질산	NO− 3	질산염
			HNO 4	페록시니트산	NO− 4	과옥시니트레이트
			H 3NO 4	정형산	NO3− 4	직교량
		+3	HNO 2	아질산	NO− 2	아질산염
			훈오	과옥시니틸산	오오노−	페록시니트라이트
		+2	H 2NO 2	니트로록실산	NO2− 2	니트로옥시산염
		+1	H 2N 2O 2	저포니틸산	N 2O2− 2	히포니트라이트
	인	+5	H 3PO 4	인산 (이전의 오르토인산)[10]	PO3− 4	인산염 (정인산염)
			HPO 3	은유인산	PO− 3	모유인산염
			H 4P 2O 7	화인산 (인산염)	P 2O4− 7	화인산염 (인산염)
			H 3PO 5	페록소모노인산	PO3− 3	페록소모노인산염
		+5, +3	(HO) 2POPO(OH) 2	디프인산(III,V)산	오포푸 22− 2	디프인산염(diphosphate).III,V)
		+4	(HO) 2OPO(OH) 2	저인산 (디프인산(IV)산)	OOPOO 24− 2	저인산염 (디프인산염(IV))
		+3	H 2PHO 3	인산	PHO2− 3	인광산염
			H 2P 2H 2O 5	디프인산	P 2H 2O5− 3	디프인스포네이트
		+1	HPH 2O 2	인산(고인산)	PH 2O− 2	인산염(고인산염)
	비소	+5	하소 3 4	비산	아소3− 4	비소산염
		+3	하소 3 3	비산	아소3− 3	비소산염
16	유황	+6	H 2SO 4	황산	SO2− 4	황산염
			H 2S 2O 7	이황산	S 2O2− 7	이황산염
			H 2SO 5	페록소모노황산	SO2− 5	페록소모노황산염
			H 2S 2O 8	페록소디황산	S 2O2− 8	과록소디황산염
		+5	H 2S 2O 6	디티온산	S 2O2− 6	디티오나이트
		+5, 0	H 2S xO 6	폴리이온산 (x = 3, 4...)	S xO2− 6	다치온산염
		+4	H 2SO 3	황산	SO2− 3	황산염
			H 2S 2O 5	이황산	S 2O2− 5	이황산염
		+4, 0	H 2S 2O 3	티오황푸르산	S 2O2− 3	티오황산염
		+3	H 2S 2O 4	디티온산	S 2O2− 4	디티오나이트
		+3, −1	H 2S 2O 2	티오황푸루산	S 2O2− 2	티오황산염
		+2	H 2SO 2	Sulfoxylic acid (hyposulfur acid)	SO2− 2	Sulfoxylate (hyposulfite)
		+1	H 2S 2O 2	디히드록시디설판	S 2O2− 2
		0	HSOH	황산	HSO−	설피나이트
	셀레늄	+6	H 2SeO 4	셀렌산	서오2− 4	셀레나테
		+4	H 2SeO 3	셀로베산	서오2− 3	셀레나이트
	텔루륨	+6	H 2TeO 4	텔루르산	테오2− 4	텔루라테
			H 6TeO 6	오르토텔루르산	테오6− 6	정형외과
		+4	H 2TeO 3	텔루루루산	테오2− 3	텔루라이트
17	염소	+7	HClO 4	과염소산	클로− 4	과염소산염
		+5	HClO 3	염소산	클로− 3	염소산염
		+3	HClO 2	염소산	클로− 2	염소산염
		+1	HClO	차아염소산	클로−	차아염소산염
	브로민	+7	HBRO 4	퍼브롬산	BRO− 4	과브로마이트
		+5	HBRO 3	브롬산	BRO− 3	브롬산염
		+3	HBRO 2	브롬산	BRO− 2	브롬산염
		+1	HBRO	하이포브로무스산	BRO−	하이포브로마이트
	요오드	+7	히오 4	주기산	IO− 4	정기간
			히오 5 6	오르토페리오디안산	IO5− 6	정형외과
		+5	히오 3	요오드산	IO− 3	요오드산염
		+1	히오	저자극산	IO−	차아하이드라이트
18	제논	+6	H2XeO4	제닌산	HXeO4–	수소xenate(디베이스 Xenate를 알 수 없음)
		+8	H4XeO6	페르센산	제오64–	과세나이트

원천

• Kivinen, Antti; Mäkitie, Osmo (1988). Kemia (in Finnish). Helsinki, Finland: Otava. ISBN 951-1-10136-6.
• Nomenclature of Inorganic Compounds, IUPAC Recommendations 2005 (Red Book 2005). International Union of Pure and Applied Chemistry. 2005. ISBN 0-85404-438-8.^{[데드링크]}
• Otavan suuri ensyklopedia, volume 2 (Cid-Harvey) (in Finnish). Helsinki, Finland: Otava. 1977. ISBN 951-1-04170-3.

참고 항목

• 강산
• 약산
• 전기성
• 저자극산
• 황산화황

참조

외부 링크

• IUPAC 정의 "oxoacid" (골드 북에서)