Silné a slabé kyseliny a zásady

To, či sú kyseliny silné alebo slabé, závisí od toho, ako ľahko sa disociujú za vzniku iónov. Vo vode sa kyseliny rozpúšťajú za vzniku vodíkových iónov, zatiaľ čo zásady tvoria hydroxidové ióny. Ióny silných kyselín a zásad sa ľahko disociujú, aby sa úplne rozpustili vo vode, pričom vytvárajú vodíkové ióny H s nábojom plus jeden alebo OH^- hydroxidové ióny s nábojom mínus jeden. Slabé kyseliny a zásady sa disociujú iba čiastočne a v roztoku zostáva menej iónov. Vodíkové ióny pre kyseliny a hydroxidové ióny pre zásady poskytujú kyselinám a zásadám ich vlastnosti a určujú ich pevnosť.

HF (fluorovodík alebo kyselina fluorovodíková) nie je silná kyselina. Je to slabá kyselina, pretože nerozpúšťa veľa vodíkových iónov, keď sa rozpustí vo vode. Keď sa HF rozpustí, niektoré z atómov vodíka tvoria vodíkové ióny s kladným nábojom a niektoré z atómov fluóru tvoria ióny fluóru so záporným nábojom. Väzba medzi vodíkom a fluórom je silná, takže nedostatočné množstvo molekúl HF disociuje na produkciu veľkého počtu iónov potrebných pre silnú kyselinu. Namiesto toho atómy vodíka zostávajú spojené s atómami fluóru a je k dispozícii porovnateľne málo vodíkových iónov, aby roztok fluorovodíka získal vlastnosti kyseliny.

NH₃ (amoniak) nie je silná báza. Považuje sa za slabú bázu, pretože v roztoku negeneruje veľa hydroxidových iónov. Aj keď amoniak nemá vo svojej molekule žiadne atómy kyslíka, a preto sa nemôže disociovať priamo na hydroxidové ióny, po rozpustení vo vode NH₃ molekula priťahuje protón za vzniku amónneho iónu, NH₄. Protón je prevzatý z H₂O molekula vody, ktorá zanecháva ión hydroxidu OH so záporným nábojom a amónny ión s kladným nábojom. Hydroxidové ióny vo vode vytvárajú NH₃, báza, ale tohto procesu sa zúčastňuje iba niekoľko molekúl amoniaku. Pretože je len málo výsledných hydroxidových iónov, je amoniak slabou zásadou.

HNO₃ (kyselina dusičná) je silná kyselina. Je to preto, lebo sa vo vode úplne disociuje. Molekula je tvorená atómom vodíka, atómom dusíka a tromi atómami kyslíka. V chemickej reakcii, ktorá vytvorila molekuly kyseliny dusičnej, je elektrón z atómu vodíka zdieľaný kombináciou atómov dusíka a kyslíka. Výsledná väzba na atóm vodíka je porovnateľne slabá a atóm vodíka sa po rozpustení vo vode disociuje od molekuly kyseliny dusičnej. Vďaka slabej väzbe tvoria takmer všetky molekuly kyseliny dusičnej ióny vodíka s kladným nábojom a NO₃ ióny so záporným nábojom, ktoré vytvárajú silnú kyselinu.

NaOH (hydroxid sodný alebo lúh), je silná zásada. V NaOH atóm kyslíka prijal jediný elektrón z vonkajšieho elektrónového obalu atómu sodíka a delí sa o elektrón z atómu vodíka, aby vytvoril zlúčeninu. Výsledkom je, že hydroxidový ión má negatívny náboj jeden a sodíkový ión s nábojom plus jeden je priťahovaný. V roztoku polárne molekuly vody s atómom kyslíka na jednom konci a dvoma atómami vodíka na druhom konci oddeľujú ióny NaOH. Hydroxidový ión s negatívnym nábojom a sodíkový ión s pozitívnym nábojom sa úplne disociujú, čo vedie k silnej báze.

HCN (kyselina kyanovodíková) nie je silná kyselina. Je to slabá kyselina. Atómy vodíka, uhlíka a dusíka sú spojené za vzniku molekuly HCN kovalentnými väzbami svojich elektrónov. Celkom 10 valenčných elektrónov je k dispozícii pre chemické reakcie v najvzdialenejších elektrónových obaloch troch atómov. Vodík prispieva jedným, uhlík štyrom a dusíkom päť. Atóm uhlíka zdieľa jeden elektrónový pár s atómom vodíka a tri s atómom dusíka, zatiaľ čo jeden dusíkový elektrónový pár zostáva nezdieľaný. Po umiestnení do roztoku zostávajú kovalentné väzby aktívne, pričom väzba medzi atómami uhlíka a vodíka obmedzuje disociáciu vodíkových iónov. Výsledkom je, že do roztoku vstupuje iba niekoľko vodíkových iónov. Kyselina kyanovodíková je slabá kyselina.

HCL (chlorovodík) je silná kyselina. Je to preto, lebo po rozpustení vo vode sa stáva kyselinou chlorovodíkovou. Atómy vodíka a chlóru tvoria kovalentnú väzbu, ale atóm vodíka nie je pevne držaný. Výsledkom je, že vo vode vytvára atóm vodíka vodíkový ión, ktorý sa oddeľuje od atómu chlóru a zanecháva ho ako ión chlóru so záporným nábojom. Pretože HCL sa pri rozpustení vo vode úplne disociuje a všetky atómy vodíka a chlóru HCL tvoria vodíkové a chlórové ióny, považuje sa kyselina chlorovodíková za silnú kyselinu.