Функция кислотности Гаммета

Функция кислотности Гаммета — численное выражение способности среды быть донором протонов по отношению к произвольному основанию, безразмерная величина. Количественный параметр в теории Бренстеда-Лоури, в противовес водородному показателю рН в теории Аррениуса.

Инструментально функция кислотности определяется при помощи ряда индикаторов схожей химической природы (для того, чтобы специфическое взаимодействие с кислотной средой было приблизительно одинаково), при этом используется принцип перекрывания. Первый такой ряд индикаторов в виде серии нитроанилинов был успешно применён Л. Гамметом и А. Дейрупом для измерения кислотности серной кислоты концентрацией до 100 %^[1], на основании чего и возникла так называемая шкала (функция) кислотности Гаммета Н₀.

Эта шкала базируется на использовании именно ряда анилинов в качестве индикаторов; принципиальной особенностью Н₀ является то, что молекула индикатора I протонируется под действием кислотной среды с образованием частицы НI⁺. Это условие отличает её от ряда других более поздних шкал, таких как Н_r, H₊ и H_-; в частности, шкала Н_- построена на том же ряде индикаторов (с добавлением одного фенола), но используется в основных средах, в которых индикатор HI депротонируется с образованием аниона I⁻ (так называемая функция Стюарта)^[2].

Из-за своего исторического преимущества именно функция кислотности Гаммета Н₀ наиболее распространена, хотя каких-либо серьёзных достоинств она не имеет^[3].

Использование функции Гаммета как численного параметра кислотности суперкислотных сред рутинно используется в химии карбкатионов. Само понятие суперкислота базируется на функции кислотности. Значения Н₀ для классических суперкислот приведены в следующей таблице^[4]:

HClO₄	−13
FSO₃H	−15,1
CF₃SO₃H	−14,1
HSO₃F-SbF₅	−23
HF_abs	−15,0
HF-SbF₅	−28

ПримечанияПравить

↑ Hammet L. P., Deyrup A. J., J. Am. Chem. Soc., 54, 2721, 1932.
↑ R. Stewart, J. P. O’Donnell. J. Am. Chem. Soc., 84, 493—494, 1962.
↑ Гаммет Л. Основы физической органической химии. — М.: «Мир», 1972.
↑ A. Olah. J. Org. Chem., 70, 2413—2429, 2005.

[1] Hammet L. P., Deyrup A. J., J. Am. Chem. Soc., 54, 2721, 1932.

[2] R. Stewart, J. P. O’Donnell. J. Am. Chem. Soc., 84, 493—494, 1962.

[3] Гаммет Л. Основы физической органической химии. — М.: «Мир», 1972.

[4] A. Olah. J. Org. Chem., 70, 2413—2429, 2005.

[1]

[2]

[3]

[4]