Vahvat ja heikot hapot ja emäkset

Se, ovatko hapot vahvoja vai heikkoja, määräytyy sen mukaan, kuinka helposti ne hajoavat ionien muodostamiseksi. Vedessä hapot liukenevat muodostaen vetyioneja, kun taas emäkset muodostavat hydroksidi-ioneja. Voimakkaiden happojen ja emästen ionit hajoavat helposti liukenemaan täydellisesti veteen muodostaen H vetyioneja, joiden varaus on plus yksi tai OH^- hydroksidi-ionit, joiden varaus on miinus yksi. Heikot hapot ja emäkset hajoavat vain osittain, jättäen vähemmän ioneja liuokseen. Happojen vetyionit ja emästen hydroksidi-ionit antavat hapoille ja emäksille niiden ominaisuudet ja määräävät niiden vahvuuden.

HF (vetyfluoridi tai fluorivetyhappo) ei ole vahva happo. Se on heikko happo, koska se ei tarjoa monia vetyioneja saatavana, kun se liukenee veteen. Kun HF liukenee, osa vetyatomista muodostaa vetyioneja positiivisella varauksella ja osa fluoriatomeista fluori-ioneja negatiivisella varauksella. Vedyn ja fluorin välinen sidos on vahva, joten riittävästi HF-molekyylejä ei dissosioitu tuottamaan suuren määrän vahvalle hapolle tarvittavia ioneja. Sen sijaan vetyatomit pysyvät yhteydessä fluoriatomeihin, ja verrattain vähän vetyioneja on saatavana antamaan vetyfluoridiliuokselle hapon ominaisuudet.

NH₃ (ammoniakki) ei ole vahva emäs. Sitä pidetään heikkona emäksenä, koska se ei tuota liuoksessa paljon hydroksidi-ioneja. Vaikka ammoniakissa ei ole molekyylissä happiatomeja, joten se ei voi hajota suoraan hydroksidi-ioneiksi, veteen liuotettuna NH₃ molekyyli houkuttelee protonia muodostaen ammoniumionin, NH: n₄. Protoni otetaan H: sta₂O vesimolekyyli, jättäen OH-hydroksidi-ionin, jolla on negatiivinen varaus, ja ammoniumionin, jolla on positiivinen varaus. Vedessä olevat hydroksidi-ionit tekevät NH: stä₃, emäs, mutta vain muutama ammoniakkimolekyylistä osallistuu tähän prosessiin. Koska tuloksena olevia hydroksidi-ioneja on vähän, ammoniakki on heikko emäs.

HNO₃ (typpihappo) on vahva happo. Tämä johtuu siitä, että se hajoaa kokonaan vedessä. Molekyyli koostuu vetyatomista, typpiatomista ja kolmesta happiatomista. Typpihappomolekyylien muodostaneessa kemiallisessa reaktiossa vetyatomin elektroni on jaettu typpi-happiatomiyhdistelmällä. Tuloksena oleva sidos vetyatomiin on suhteellisen heikko, ja vetyatomi irtoaa typpihappomolekyylistä veteen liuotettuna. Heikon sidoksen takia melkein kaikki typpihappomolekyylit muodostavat vetyioneja positiivisella varauksella ja NO: lla₃ negatiivisen varauksen sisältäviä ioneja muodostaen vahvan hapon.

NaOH (natriumhydroksidi tai lipeä) on vahva emäs. NaOH: ssa happiatomi on vastaanottanut yksittäisen elektronin natriumatomin ulommasta elektronikuoresta ja jakaa vetyatomin elektronin yhdisteen muodostamiseksi. Tämän seurauksena hydroksidi-ionilla on negatiivinen varaus yhdellä, ja natrium-ioni, jonka varaus on yksi, houkuttelee sitä. Liuoksessa polaariset vesimolekyylit, joiden toisessa päässä on happiatomi ja toisessa päässä kaksi vetyatomia, vetävät erilleen NaOH-ionit. Negatiivisen varauksen omaava hydroksidi-ioni ja positiivisen varauksen sisältävä natrium-ioni dissosioituvat kokonaan, jolloin saadaan vahva emäs.

HCN (syaanivetyhappo) ei ole vahva happo. Se on heikko happo. Vety-, hiili- ja typpiatomit ovat liittyneet muodostamaan HCN-molekyylin niiden elektronien kovalenttisilla sidoksilla. Kolmen atomin uloimmassa elektronikuoressa on kemiallisia reaktioita varten käytettävissä yhteensä 10 valenssielektronia, joista yksi on vetyä, neljä hiiltä ja viisi typpeä. Hiiliatomilla on yksi elektronipari vetyatomin ja kolme typpiatomin kanssa, kun taas yksi typpi-elektronipari pysyy jakamattomana. Liuokseen asetettuna kovalenttiset sidokset pysyvät aktiivisina, jolloin hiili- ja vetyatomien välinen sidos rajoittaa vetyionien dissosiaatiota. Tämän seurauksena vain muutama vetyioni pääsee liuokseen. Syaanivetyhappo on heikko happo.

HCL (kloorivety) on vahva happo. Tämä johtuu siitä, että siitä tulee suolahappo liuotettuna veteen. Vety- ja klooriatomit muodostavat kovalenttisen sidoksen, mutta vetyatomia ei pidetä voimakkaasti. Tämän seurauksena vetyatomi muodostaa vedessä vetyionin, joka irtoaa klooriatomista ja jättää sen kloori-ioniksi negatiivisella varauksella. Koska HCL hajoaa kokonaan veteen liuotettuna ja kaikki HCL: n vety- ja klooriatomit muodostavat vety- ja kloori-ioneja, suolahappoa pidetään vahvana happona.