薬剤師国家試験令和03年度第106回 - 一般理論問題 - 問 102

酸性の強さを比較したもののうち、正しいのはどれか。２つ選べ。ただし、第一解離のみを比較するものとする。

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解答　４、５

一般に、酸の強さを考える際は共役塩基（酸がH＋（プロトン）を放出した後の化学種）の安定性を考える。共役塩基が安定であるほど、元の酸は強い酸となる。なお、共役塩基が安定とは、「共役塩基の負電荷が分散する」、「共役塩基が弱い塩基」と言い換えることもできる。
また、酸性を示す官能基が同じ場合、電子求引基を持つと強い酸となる。

１　誤
CH3S－（左の共役塩基）とCH3O－（右の共役塩基）を比較する。負電荷が同族元素上に存在する場合、負電荷が存在する原子の原子半径が大きいほど（周期表の下の元素ほど）負電荷が分散する。原子半径はS＞Oなので、共役塩基の安定性はCH3S－＞CH3O－となるため、元の酸の強さはCH3SH＞CH3OHとなる。

２　誤
ピリジン（左の共役塩基）とピペリジン（右の共役塩基）を比較する。窒素原子の場合、非共有電子対がs性の低い混成軌道に収容されるほど塩基性が高くなる。非共有電子対は、ピリジンならsp2混成軌道に、ピペリジンならsp3混成軌道に含まれるため、塩基性はピリジン＜ピペリジンとなる。従って、共役塩基の安定性はピリジン＞ピペリジンと逆になるため、元の酸の強さは以下の通りとなる。

３　誤
酸性を示す官能基はどちらもアルコール（－OH）である。フッ素は電子求引基として働くため、酸の強さは以下の通りとなる。

４　正
酸性を示す官能基はどちらもカルボン酸（－CO2H）である。トリメチルアンモニウム基［(CH3)3N＋－］は電子求引基として働くため、酸の強さは以下の通りとなる。

５　正
酸性を示す官能基はどちらもカルボン酸（－CO2H）である。塩素は電子求引基として働き、電子求引基は酸性を示す官能基に近いほど酸性度を高くするため、酸の強さは以下の通りとなる。