Ácido Binario: Definición, lista y ejemplos

¿Qué es un ácido binario?

¿Qué es un ácido binario? El ácido binario se define como cualquier especie química que está formada por dos elementos y actúa como un ácido. Un ácido es una sustancia que tiene tendencia a donar sus protones y aceptar electrones de otras especies químicas. Un protón es un ion de hidrógeno cargado positivamente {eq}H^+ {/eq}. Un ácido binario se puede definir como una sustancia formada exclusivamente por dos elementos que tiene la capacidad de donar sus protones y recibir electrones. El hidrógeno es un elemento fijo en los ácidos binarios; su presencia es esencial porque los ácidos no pueden actuar como ácidos si no tuvieran átomos de hidrógeno que liberar. Lo que hace que los elementos que constituyen los ácidos binarios sean hidrógenos y un no metal que se abordará como X.

Nota: No todos los no metales se unen con hidrógeno para formar un ácido binario; sólo unos pocos elegidos hacen eso.

Los no metales que forman un ácido binario son los primeros cuatro halógenos y el azufre. Los halógenos son elementos altamente electronegativos que ocupan el grupo 17 de la tabla periódica. Los elementos halógenos están resaltados en la figura 1 en amarillo brillante. Estos elementos tienen la tendencia a atraer electrones hacia ellos mismos cuando forman enlaces covalentes con otros átomos. El flúor, el cloro, el bromo y el yodo son los únicos halógenos que pueden unirse con el hidrógeno para formar un ácido binario.

El otro elemento que es capaz de formar un ácido binario es el azufre, que es un sólido del grupo 16 y período 3 de la tabla periódica. La electronegatividad del azufre es relativamente baja en comparación con la electronegatividad de todos los halógenos mencionados. Es incluso menor que la electronegatividad del yodo (la electronegatividad del yodo es la más baja entre los primeros cuatro halógenos). Cabe señalar que la tendencia general de la electronegatividad es la siguiente:

• La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en la tabla periódica.
  
  • Significado: La electronegatividad del átomo X en el grupo 14 es menor que la electronegatividad del átomo Y en el grupo 16.
• La electronegatividad disminuye de arriba a abajo en la tabla periódica.
  
  • Significado: La electronegatividad del átomo Z del período 5 grupo 16 es menor que la electronegatividad del átomo Y del período 3 grupo 16.

La electronegatividad del azufre y los halógenos es muy importante para comprender las propiedades y características de los ácidos binarios, que se abordarán en la siguiente subsección.

El formato general de los ácidos binarios es entonces HX, donde H es hidrógeno y X es uno de los primeros cuatro halógenos o azufre.

Características de un ácido binario

Diferenciar entre ácidos binarios y compuestos binarios es bastante fácil; lo primero que hay que hacer es comprobar los estados físicos de los compuestos. Los ácidos binarios siempre están en estado acuoso, lo que se denota añadiendo un subíndice (aq) en {eq}HX_{(aq)} {/eq}. Los compuestos binarios pueden existir en cualquier otro estado físico, ya sea gaseoso, líquido o sólido. Otro dato vital es comprobar la presencia de un átomo de hidrógeno en el compuesto binario; El hidrógeno es siempre un elemento en los ácidos binarios.

Los ácidos generalmente se clasifican en ácidos fuertes o ácidos débiles. Se aplican las mismas reglas a los ácidos binarios; la fuerza de estos ácidos se ve afectada por:

• La electronegatividad del elemento no metal.
• La longitud y la fuerza del enlace.
• La constante de disociación Ka o la capacidad del ácido para disociarse.

La fuerza de los ácidos se evalúa por su capacidad para disociarse en sus respectivos iones; Los ácidos que se disocian completamente en sus iones se clasifican como ácidos fuertes. Mientras que los ácidos que se disocian parcial o poco en sus iones se clasifican como ácidos débiles. Los ácidos débiles tienen valores de constante de disociación Ka bajos, mientras que los ácidos fuertes tienen valores de constante de disociación altos.

Se ha observado que los ácidos con un no metal que posee una alta electronegatividad son mucho más fuertes que los ácidos con un no metal que posee una electronegatividad menor. La razón detrás de esto está relacionada principalmente con la estabilidad de la base conjugada. Cuando los ácidos binarios se disocian en sus respectivos iones, los protones se separan del no metal X, como se muestra:

{eq}HX \rightarrow H^+ + X^- {/eq}

{eq}X^- {/eq}, que es la base conjugada, es un ion cargado negativamente. Si la electronegatividad de {eq}X^- {/eq} fuera grande, entonces los iones {eq}X^- {/eq} podrían manejar su carga y ser más estables. Tomando el azufre como ejemplo, el ion azufre se forma {eq}S^{-2} {/eq} cuando su ácido binario se disocia. El ion azufre {eq}S^{-2} {/eq} es pequeño y denso, su valor de electronegatividad es relativamente pequeño. {eq}S^{-2} {/eq} es un ion relativamente inestable; no puede soportar muy bien su carga negativa. Por eso su ácido binario no se disocia tan fuertemente como lo hacen los ácidos halógenos. Cabe señalar que al ir de izquierda a derecha en la tabla periódica aumenta la electronegatividad y el radio atómico. Los átomos más grandes forman enlaces más largos que los átomos más pequeños. La electronegatividad de los halógenos no es tan relevante como la tendencia de la longitud del enlace; el flúor es más electronegativo pero más pequeño que el yodo (el radio atómico aumenta de arriba a abajo). El flúor forma enlaces cortos con el hidrógeno, mientras que el yodo forma enlaces largos y débiles. HI es un ácido más fuerte que HF porque su enlace es fácil de romper, la menor electronegatividad del yodo no debilitó su ácido porque se disocia por completo. Como regla general, al comprobar la fuerza de los ácidos halógenos, más que su electronegatividad, se deben examinar el radio atómico y la longitud del enlace.

La longitud del enlace en los ácidos binarios fuertes es mayor que la de los ácidos binarios débiles; Los bonos a largo plazo son, en magnitud, más fáciles de romper que los bonos a corto plazo. Se puede deducir que los enlaces largos son más débiles que los enlaces cortos y que los ácidos con enlaces largos se disocian más fuertemente que los ácidos con enlaces cortos. La longitud del enlace en el ácido clorhídrico HCl es mayor que la del ácido fluorhídrico HF. El ácido fluorhídrico es más estable porque su enlace corto es difícil de romper cuando está ionizado, por lo que es un ácido más débil que el HCl.

En resumen, ácidos fuertes:

• Disociarse completamente en sus iones.
• Su elemento no metálico tiene un alto valor de electronegatividad y forma un ion estable {eq}X^- {/eq} tras la disociación.
• Tienen vínculos largos y débiles que pueden romperse fácilmente durante el proceso de disociación.

Nombrar ácidos binarios

Nombrar ácidos binarios es bastante fácil una vez que se conocen los prefijos y sufijos generales utilizados. El prefijo que siempre se utiliza en la nomenclatura de ácidos binarios es hidro-, esto se refiere al hidrógeno en HX. El sufijo es -ic. La raíz de la palabra, que se coloca en medio de un prefijo y un sufijo, es simplemente el nombre del elemento no metálico, la X en HX. Los halógenos terminan con el sufijo -ina; bromo, flúor, etc. La -ina simplemente se sustituye por el sufijo -ic en ácidos binarios. En cuanto al azufre, simplemente se añade el sufijo -ic sin complicaciones, dando lugar a la palabra sulfúrico. El sufijo siempre va seguido de la palabra «ácido».
Ejemplo 1

{eq}HCl {/eq}

➯ Nombre del ácido {eq}HCl {/eq}: ácido clorhídrico (obsérvese que -ine se reemplaza por -ic).
Ejemplo 2

{eq}H_2S {/eq}

➯ nombre del ácido {eq}H_2S {/eq}: ácido hidrosulfúrico (obsérvese que -ic simplemente se añadió al azufre).

Ejemplos de ácidos binarios

Hay bastantes ejemplos de ácidos binarios. La lista de ácidos binarios junto con su fórmula molecular se proporciona en la tabla.

Resumen de la lección

Un ácido es una especie química que dona sus protones y recibe electrones. Un protón es el ion hidrógeno {eq}H^+ {/eq}. Un ácido binario es un compuesto binario que actúa como un ácido. Está formado por sólo dos elementos: hidrógeno y un no metal electronegativo. El no metal puede ser azufre o uno de los primeros cuatro halógenos, que son flúor, cloro, bromo y yodo. Los ácidos binarios se pueden diferenciar de los compuestos binarios confirmando el estado físico; Los ácidos binarios siempre están en estado acuoso (aq). Si HI estaba en estado gaseoso, se puede deducir que es un compuesto binario y no un ácido binario. Los factores que afectan la fuerza de los ácidos binarios son:

• La constante de disociación ácida Ka. Cuanto mayor sea su valor, más fuerte será el ácido.
• Fuerza de unión; cuanto más largo es el vínculo, más débil es y más fácil es romperlo.
• La electronegatividad del elemento no metálico X.

Los ácidos binarios que se disocian completamente se clasifican como ácidos fuertes; su parte no metálica es excepcionalmente electronegativa y el enlace covalente entre el hidrógeno y el no metal es largo y débil. Todo esto hace que la disociación de dichos ácidos sea más fácil y completa. Los ácidos binarios tienen el prefijo hidro- y el sufijo -ic, la raíz media de la palabra es halógeno o azufre. La palabra azufre simplemente se coloca entre el prefijo y el sufijo, el nombre siempre termina con la palabra ‘ácido’; ácido hidrosulfúrico. El sufijo -ine en halógenos se sustituye por -ic; ácido bromhídrico. Ejemplos de ácidos binarios son el ácido fluorhídrico HF, el HCl clorhídrico y el ácido yodhídrico HI.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador