東京工科大学　工学部　応用化学科　ブログ

　さて、前回の続きです。

　酸のpKaを決める要因は、大きく４つあります。

(1) 元素効果、プロトンのついている原子の種類により大きく変わります。これは、その原子のか電子の軌道準位が低い＝高い電気陰性度を持つ＝エネルギー的に安定化しているほど、その軌道側に電子が偏り、それによりプロトンの陽電荷が大きくなるものです。同じ周期の炭素、窒素、酸素、フッ素を比べると、おおよその値ですがC(sp³)-HはpKa=50、N-HはpKa=38、O-HはpKa= 16、F-HはpKa= 3.2となります。

(2) 混成効果、上記と同じ理屈で、sp³炭素についた水素（pKa = 50）よりも、sp²炭素についた水素(pKa = 44)の方が、そしてsp炭素についた水素（pKa =25）の方がさらに小さくなる＝高い酸性度を持つと言うものです。これはp軌道に比べてs軌道のエネルギー準位が低く、その影響を大きく受けたsp混成軌道のエネルギー準位が低いことによります。

(3) 誘起効果（I効果）、プロトンを放出した共役塩基の陰電荷は一カ所に集まっているよりも、分散する方が安定化します。陰電荷中心の近傍に電子求引性の置換基がつくと、それにより陰電荷が非局在化し、より安定になります。逆に電子供与性の置換基がつくと、不安定化します。これにより酸性度へ影響が出ます。例えば酢酸のpKaは4.76ですが、電子求引性基のついたクロロ酢酸(CH₂Cl-COOH)のpKaは2.87になります。

(4) 共鳴効果（R効果）、誘起効果と同様に、共役塩基の非局在化が進むと、安定化します。例えば、酢酸の共役塩基の陰電荷は２つの酸素原子の上に非局在化するため、アルコールのpKa = 16にくらべて小さなもの＝高い酸性度（pKa = 4.76）になります。