Vetyhapot

Vetyhapot ovat happoja, jotka eivät sisällä happiatomeja vaan joissa "hapan" vetyatomi on sitoutunut suoraan keskusatomina pidettävään atomiin. Sellaisia ovat esimerkiksi kloorivetyhappo eli suolahappo (HCl) ja muiden halogeenien vety-yhdisteet sekä rikkivetyhappo (H2S).

Kaikki hapot sisältävät vetyä. Suurin osa hapoista kuuluu kuitenkin happihappojen ryhmään. Niissä on jonkin muun alkuaineen atomi keskusatomina, johon on kiinnittynyt yksi tai useampi happiatomi ja OH-ryhmä, toisin sanoen hapon vetyatomi on liittynyt keskusatomiin happiatomin välityksellä.

Historia

1700-luvun lopulla Antoine Laurent Lavoisier väitti, että kaikki hapot sisältävät happea, joka on syynä niiden happoluonteeseen. Vuonna 1810 Humphry Davy kuitenkin osoitti, että muutamat kuten rikkivety (H2S), telluurivety (H2Te) ja vetyhalidit eivät happoluonteestaan huolimatta sisällä happea. Davy ei kuitenkaan onnistunut kehittämään uutta teoriaa, vaan päätyi toteamukseen, ettei happamuus riipu mistään tietystä alkuaineesta, vaan se on pelkästään yhdisteiden ominaisuus. Jöns Jacob Berzelius tekikin jyrkän eron happi- ja vetyhappojen välillä ja selitti, että happihapot ovat epämetallien, emäkset taas metallien oksideja.

Vuonna 1838 Justus von Liebig esitti, että hapot ovat vetyä sisältäviä yhdisteitä, joiden vety voidaan korvata metalleilla. Tähän käsitykseen hän päätyi tutkittuaan tarkoin orgaanisia happoja. Toisin sanoen vety, ei happi, on kaikille hapoille yhteinen ainesosa. Tästä kuitenkin seurasi, että ns. happamet oksidit, kuten hiilidioksidi (CO2), rikkidioksidi (SO2) ja fosforipentoksidi (P2O5), eivät sellaisenaan ole happoja, joina Lavoisier oli niitä pitänyt, vaan ne muodostavat happoja vasta reagoidessaan veden kanssa. Ne ovat siis happojen anhydridejä: esimerkiksi hiilidioksidi on hiilihapon (H2CO3) anhydridi, joka reagoi veden kanssa seuraavasti: CO2 + H2O → H2CO3. Tämän jälkeen nimitys vetyhappo on kuitenkin jäänyt tarkoittamaan happoja, jotka eivät sisällä happea.

Vetyhappoja

Happojen vahvuuksia voidaan vertailla niiden pKa-arvojen avulla: mitä pienempi hapon pKa-arvo on, sitä vahvempi happo on kyseessä. Alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä epämetallien vety-yhdisteiden pKa-arvot pienenevät eli hapot tulevat vahvemmiksi oikealle päin mentäessä ja kussakin ryhmässä ylhäältä alaspäin mentäessä. Eräille niistä voidaan esittää seuraavat likimääräiset pKa-arvot:

Jakso / ryhmä 14. 15. 16. 17.
2CH4: 58NH3: 35H2O: 16HF: 3
3PH3: 27H2S: 7HCl: -7
4H2Se: 4HBr: -8
5H2Te: 3HI: -9

Vesiliuoksia tarkasteltaessa aineista yleensä käytetään nimitystä happo vain, jos niiden pKa on vähintään kaksi yksikköä veden arvoa pienempi eli enintään noin 14.. Täten varsinaisia vetyhappoja ovat vain 16. ja 17. ryhmien eli kalkogeenien ja halogeenien vety-yhdisteet vettä lukuun ottamatta, siis H2S, H2Se ja H2Te sekä HF, HCl, HBr ja HI. Näistä kolme viimeksimainittua ovat vahvoja, muut heikkoja happoja.

Lisäksi voidaan vetyhappoihin lukea vetysyanidi eli sinihappo (HCN), jossa oleva syaaniryhmä muistuttaa monessa suhteessa halogeeneja. Se on heikko happo, jonka pKa on 9,3.

Nimet

Halogeenien vety-yhdisteistä käytetään nykyisin systemaattisia nimiä vetyfluoridi, vetykloridi jne, jotka viittaavat vedettömiin yhdisteisiin. Niiden vesiliuoksista käytetään nimityksiä vetyfluoridihappo, vetykloridihappo jne. Vanhastaan niistä on kuitenkin käytetty nimityksiä, joissa halogeenin nimi sellaisenaan on lisätty sanan -vety eteen: fluorivety, kloorivety jne, liuoksina fluorivetyhappo, kloorivetyhappo jne. Kloorivetyhappo tunnetaan kuitenkin yleisemmin nimellä suolahappo.

Vastaavalla tavalla muodostetaan 16. ryhmän alkuaineiden vetyhappojen nimet: esimerkiksi H2S on divetysulfidi tai rikkivety.

Lähteet

  1. 1 2 3 4 5 Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: ”Happihapot”, Kemia, s. 202–203. Otava, 1983. ISBN 951-1-04393-5
  2. ↑ ”Happi”, Iso tietosanakirja, 4. osa (Gottlund–Ihmels), s. 402. Otava, 1932.
  3. ↑ Norris F. Hall: Systems of Acids and Bases. Journal of Chemical Education, maaliskuu 1940, 17. vsk, nro 3, s. 124–128. doi:10.1021/ed017p124 Bibcode:1940JChEd..17..124H
  4. 1 2 3 Edvard Hjelt: ”Hapot”, Tietosanakirja, 3. osa (Haggard–Kaiverrus), s. 118. Tietosanakirja Oy, 1911. Teoksen verkkoversio.
  5. ↑ Messler, G. L. & Tarr, D. A.: Inorganic Chemistry, s. 156, 166. Pearson Education, 1991. Teoksen verkkoversio.
  6. ↑ Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: ”Happo- ja emäsvakiot, pH:n laskeminen”, Kemia, s. 195–196. Otava, 1983. ISBN 951-1-04393-5
  7. ↑ Syaanivety (lähde nimelle) tyosuojelu.fi. Viitattu 28.5.2026.
  8. ↑ Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: ”Pseudohalogeenit”, Kemia, s. 385. Otava, 1983. ISBN 951-1-04393-5
  9. ↑ Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: ”Hiilen yhdisteitä typen ja rikin kanssa”, Kemia, s. 337. Otava, 1983. ISBN 951-1-04393-5
  10. ↑ Suolahappo Chemwatch.net. Viitattu 28.5.2026.
  11. ↑ Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: ”Rikki ja sen yhdisteet”, Kemia, s. 367. Otava, 1983. ISBN 951-1-04393-5