thumb|270px|right|Kromihappo on happihappo. Vasemmalla dikromihappo H2Cr2O7 ja oikealla kromihappo H2CrO4. Happihapot eli oksohapotKivinen & Mäkitie: Kemia, s. 203, luku: Happihapot ovat happoja, joiden molekyyliissä on ainakin yksi happiatomi. Niissä on jonkin muun alkuaineen atomi keskusatomina, johon on kiinnittynyt yksi tai useampi OH-ryhmä; toisin sanoen hapon vetyatomi on liittynyt keskusatomiin happiatomin välityksellä.
Ominaisuuksia Epäorgaanisten happihappojen kemialliset kaavat ovat muotoa HmXOn, jossa X on keskusatomina toimivan alkuaineen kemiallinen merkki ja parametrien m ja n arvot riippuvat sen hapetusasteesta. Alkuaine X on yleensä epämetalli, mutta myös muutamat metallit, kuten kromi ja mangaani, muodostavat korkeimmilla hapetusasteillaan happihappoja.
Yksinkertaistetussa muodossa voidaan happihapon rakenne esittää muodossa M-O-H, jossa keskusatomiin M voi kuitenkin OH-ryhmän lisäksi olla liittyneinä muitakin atomeja tai atomiryhmiä. Tällainen molekyyli voi liuoksessa jakautua ioneiksi kahdella tavalla:
M-O-H ⇄ (M-O)- + H+ M-O-H ⇄ (M+ + OH-
Jos keskusatomi M on voimakkaasti elektronegatiivinen, se vetää voimakkaasti puoleensa happiatomin elektroneja. Tällöin happi- ja vetyatomin välinen sidos on heikko ja yhdiste ionisoituu herkästi edellä ensimmäisenä esitetyn reaktioyhtälön mukaisesti. Yhdiste MOH on tässä tapauksessa siis happo, koska se luovuttaa protonin eli vetyionin. Esimerkiksi typpi, rikki ja kloori ovat vahvasti elektronegatiivisia alkuaineita, ja sen vuoksi typpihappo, rikkihappo ja perkloorihappo ovatkin vahvoja happoja.
Jos kuitenkin M:n elektronegatiivisuus on pieni, yhdiste jakautuu ioneiksi jälkimmäisenä esitetyn reaktioyhtälön mukaisesti, ja MOH on emäksinen hydroksidi. Tällaisia ovat esimerkiksi natriumhydroksidi (NaOH) ja kalsiumhydroksidi (Ca(OH)2). Jos M:n elektronegatiivisuus on keskisuuri, yhdiste saattaa myös olla amfoteerinen, jolloin se voi ionisoitua edellisellä tavalla emäksen ja jälkimmäisellä tavalla hapon läsnä ollessa.
Kuumennettaessa monista happihapoista lohkeaa vettä, jolloin syntyy hapon anhydridi. Tällaiset anhydridit ovat yleensä epämetallien oksideja; esimerkiksi hiilidioksidi (CO2) on hiilihapon (H2CO3) anhydridi ja rikkitrioksidi (SO3) rikkihapon (H2SO4) anhydridi. Veden kanssa nämä anhydridit reagoivat muodostaen happihappoja.
Happihappoja ovat myös orgaaniset hapot, kuten karboksyylihapot ja fenolit. Niiden molekyylirakenne on kuitenkin selvästi monimutkaisempi kuin epäorgaanisten happihappojen.
Suurin osa hapoista kuuluu happihappoihin. Lavoisier otaksuikin 1700-luvulla, että happea on kaikissa hapoissa ja että se on syynä niiden happamuuteen. Tästä syystä hän antoikin kyseiselle alkuaineelle nimen oxygenium, joka johtuu hapon muodostajaa tarkoittavista kreikankielisistä sanoistaOtavan suuri Ensyklopedia, s. 1606, art. Happi, ja samaan asiaan viittaa myös hapen suomenkielinen nimi. Myöhemmin Humphry Davy kuitenkin osoitti, että esimerkiksi suolahappo ei sisällä happeaOtavan suuri Ensyklopedia, s. 1605, art. Hapot ja emäkset, vaan se on vetykloridin (HCl) vesiliuos. Tällaisia happoja, jotka eivät sisällä happea, nimitetään vetyhapoiksi.
Epäorgaanisten happihappojen nimet Monille epäorgaanisille happihapoille käytetään vanhastaan nimiä, jotka päättyvät sanaan happo ja joissa lisäksi esiintyy sen alkuaineen nimi, jota hapossa on vedyn ja hapen lisäksi. Sellaisia ovat esimerkiksi rikkihappo, typpihappo ja fosforihappo.
Tämä käytäntö on täysin vakiintunut, ja myös IUPAC on sen hyväksynyt, mutta kemian nykyisen nimistön kannalta se on varsin poikkeuksellinen, koska muiden yhdisteiden systemaattiset nimet muodostetaan ainoastaan niiden koostumuksen ja molekyylirakenteen, ei muiden ominaisuuksien (kuten happoluonteen) perusteella.Red Book 2005, s. 124, luku IR-8: Inorganic Acids and Derivatives
IUPAC ei kuitenkaan enää suosittele tulevaisuudessa löydettäville uusille yhdisteille happo-loppuisten nimien käyttöönottoa. Hapoille voidaankin käyttää myös nimiä, jotka muodostetaan liittämällä vastaavan anionin nimen eteen sana vety, esimerkiksi rikkihappoa voitaisiin nimittää vetysulfaatiksi.Kivinen & Mäkitie: Kemia, s. 459–461, luku: Kemian nimistö: Hapot Täysin systemaattinen, IUPAC:in yleisten nimistösääntöjen mukainen (englanninkielinen) nimi rikkihapolle olisi kuitenkin dihydroxidodioxidosulfur ja sulfaatti-ionille tetraoxidosulfate(2-)Red Book 2005, s. 129–132, taulukko IR-8-1 (englanninkieliset nimet), mutta tällaisia nimiä ei juuri käytetä.
Sama alkuaine voi kuitenkin muodostaa vedyn ja hapen kanssa useitakin happoja. Tällöin hapon suomenkielisessä nimessä käytetään happo-sanan sijasta sanaa hapoke sille hapolle, jonka molekyylissä on yksi happiatomi vähemmän kuin varsinaisella hapolla ja joka useimmiten on samalla heikompi happo. Niinpä esimerkiksi rikkihappo on H2SO4 ja rikkihapoke H2SO3, samoin vastaavasti typpihappo HNO3 ja typpihapoke HNO2. Muissa kielissä nimet muodostetaan eri tavoin. Esimerkiksi englannin kielessä nämä erotetaan toisistaan käyttämällä alkuaineen nimessä johdinta -ic tai -ous; niinpä rikkihappo on sulfuric acid ja rikkihapoke sulfurous acid. Jos happoja, jotka eroavat toisistaan happiatomien lukumäärän perusteella, on enemmänkin, nimen alkuun lisätään eräissä tapauksissa vielä etuliite per- tai hypo-. Etuliitettä per- käytetään kuitenkin vain ryhmän 7 alkuaineiden ja halogeenien muodostamien happojen nimissä. Esimerkiksi kloorin muodostamat happihapot ovat seuraavat: hypokloorihapoke () HClO kloorihapoke () HClO2 kloorihappo () HClO3 perkloorihappo () HClO4
Niiden oksianionien ja niiden muodostamien suolojen nimissä, jotka saadaan poistamalla haposta vetyionit, vastaa pääte -iitti sitä happoa, jonka nimessä on sana hapoke, ja -aatti sitä happoa, jonka nimessä on sana happo. Niinpä esimerkiksi sulfiitti-ioni on SO32- ja sulfaatti-ioni SO42-. Etuliitteitä hypo- ja per- käytetään myös anionien ja suolojen nimissä, esimerkiksi perkloraatti-ioni on ClO4-.
Muutamissa tapauksissa käytetään happihappojen ja myös niistä johtuvien anionien nimissä etuliitteitä orto- ja para-, jolloin etuliite para merkitsee happoa, jonka voidaan ajatella muodostavan poistettaessa vastaavasta orto-haposta vettä. Esimerkiksi fosforihappoa (H3PO4) on toisinaan nimitetty myös ortofosforihapoksi erotukseksi metafosforihaposta (HPO3). IUPAC:in nykyisten ohjeiden mukaan etuliitettä orto- tulisi kuitenkin enää käyttää ainoastaan ortotelluurihapon ja ortoperjodihapon nimissä.Red Book 2005, s. 132, huomautus a
Happihappoja Alkuaine-ryhmä Alkuaine (keskusatomi) Hapon kaava Hapon nimi Vastaavan anionin kaava Anionin nimi 6 kromi H2CrO4 kromihappo CrO42- kromaattiH2Cr2O7 dikromihappo Cr2O72- dikromaatti 7 mangaani HMnO4- permangaanihappo MnO4- permanganaattiHMnO3 mangaanihappo MnO3- manganaatti teknetium HTcO4 perteknetiumhappo TcO4- perteknetaattiHTcO3 teknetiumhappo TcO3- teknetaatti renium HReO4 perreniumhappo ReO4- perrenaattiHReO3 reniumhappo ReO3- renaatti13 boori H3BO3 boorihappo(aik. ortoboorihappo) BO33- boraatti(aik. ortoboraatti)(HBO2)n metaboorihappo BO2- metaboraatti14 hiili H2CO3 hiilihappo CO32- karbonaatti pii H4SiO4 piihappo(aik. ortopiihappo) SiO44- silikaatti (aik. ortosilikaatti)H2SiO3 metapiihappo SiO32- metasilikaatti14, 15 hiili, typpi HOCN syaanihappo OCN- syanaattiHNCO isosyaanihappo NCO- isosyanaattiHONC räjähdyshappo(fulmiinihappo) ONC- fulminaatti 15 typpi HNO3 typpihappo NO3- nitraattiHNO2 typpihapoke NO2- nitriittiHNO4 peroksotyppihappo NO4- peroksonitraattiHOONO peroksotyppihapoke OONO- peroksonitriittiH2NO2 nitroksyylihappo NO22- nitroksylaattiH2N2O2 hypotyppihapoke N2O22- hyponitriitti fosfori H3PO4 fosforihappo(aik. myös ortofosforihappo) PO43- fosfaatti(ortofosfaatti)HPO3 metafosforihappo PO3- metafosfaattiH4P2O7 difosforihappo(pyrofosforihappo) P2O74- difosfaatti(pyrofosfaatti)H3PO5 peroksomonofosforihappo PO33- peroksomonofosfaatti(HO)2OP-PO(OH)2 hypofosforihappo(difosfori(IV)happo) O2OP-POO22- hypofosfaatti(difosfaatti(IV))(HO)2P-O-PO(OH)2 difosfori(III,V)happo O2-P-O-POO22- difosfaatti(III,V) H2PHO3 fosfonihappo PHO33- fosfonaatti H2P2H2O5 difosfonihappo P2H2O35- difosfonaatti HPH2O2 fosfiinihappo PH2O2- fosfinaatti arseeni H3AsO4 arseenihappo AsO43- arsenaatti H3AsO3 arseenihapoke AsO33- arseniitti 16 rikki H2SO4 rikkihappo SO42- sulfaatti H2SO3 rikkihapoke SO32- sulfiitti H2S2O7 dirikkihappo S2O72- disulfaatti H2SO5 peroksomonorikkihappo SO52- peroksomonosulfaatti H2S2O8 peroksodirikkihappo S2O72- peroksodisulfaatti H2S2O3 tiorikkihappo S2O32- tiosulfaatti H2S2O6 ditionihappo S2O62- ditionaatti H2S2O5 dirikkihapoke S2O52- disulfiitti H2S2O2 tiorikkihapoke S2O22- tiosulfiitti H2S2O4 ditionihapoke S2O42- ditioniitti H2SO2 sulfoksyylihappo SO22- sulfoksylaatti H2SxO5 polytionihapot(x = 3, 4...) SxO52- polytionaatit seleeni H2SeO4 seleenihappo SeO42- selenaatti H2SeO3 seleenihapoke SeO32- seleniitti telluuri H6TeO6 telluurihappo TeO66- ortotelluraatti H2TeO3 telluurihapoke TeO32- telluriitti 17 kloori HClO4 perkloorihappo ClO4- perkloraatti HClO3 kloorihappo ClO3- kloraatti HClO2 kloorihapoke ClO2- kloriitti HClO hypokloorihapoke ClO- hypokloriitti bromi HBrO4 perbromihappo BrO4- perbromaatti HBrO3 bromihappo BrO3- bromaatti HBrO2 bromihapoke BrO2- bromiitti HBrO hypobromihapoke BrO- hypobromiitti jodi HIO4 perjodihappo IO4- perjodaatti H5IO6 ortoperjodihappo IO35- ortoperjodaatti HIO3 jodihappo IO3- jodaatti HIO hypojodihapoke IO- hypojodiitti
Lähteet
Viitteet
Luokka:Happiyhdisteet Luokka:Vety-yhdisteet Luokka:Hapot Luokka:Kemiallinen nimeäminen