1。電子密度と電気陰性度:
* 窒素は酸素よりも電気陰性度が低い: これは、アンモニアの窒素原子が、水中の酸素原子よりもしっかりと電子を保持することを意味します。これにより、窒素原子の電子密度が高くなり、プロトン(H⁺)により魅力的になります。
* 孤立ペアの可用性: アンモニアと水の両方に、中心原子に孤立した電子があります。ただし、窒素の唯一のペアは、窒素の電気陰性度が低いため、プロトンと結合するためにより利用可能です。
2。ハイブリダイゼーションと結合強度:
* アンモニアの窒素はSp³ハイブリダイズされています: これにより、ハイブリッド軌道の1つを占める電子の孤立ペアを持つ四面体の形状が生じます。この孤独なペアは、水中の酸素上の孤独なペアよりも容易に利用可能です。これは、Sp³ハイブリダイズ軌道にありますが、他の水分子との水素結合の相互作用に関与しています。
* アンモニアのN-H結合は、水中のO-H結合よりも弱い: これは、アンモニアのN-H結合が壊れやすく、窒素原子が陽子をより容易に受け入れることができることを意味します。
3。溶媒効果:
* アンモニアは、気相の水よりも弱い基部です: ただし、溶液では、溶媒和効果のためにアンモニアのプロトン親和性が著しく高くなります。アンモニア分子は、水分子自体よりも水によってより効果的に溶媒和され、溶液中のプロトン化のより好ましい平衡をもたらします。
要約: 窒素の電気陰性度が低いほど、利用可能な孤立ペア、および弱いN-H結合はすべて、水と比較してアンモニアのより高いプロトン親和性に寄与します。水は気相のより強い塩基ですが、溶液中のアンモニアのより高いプロトン親和性は、水性環境でより効果的な塩基となります。