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酸碱质子理论.ddc.doc 酸碱质子理论 所需解决的问题:对于酸和碱,除了以前学习过的电离理论外,是否还有新的理论,它们有什么特点,如何应用? 一: 质子酸和碱的定义(C级重点掌握) + 质子理论认为: 凡能给出质子(H)的物质都是酸,凡能接受质子的物质都是碱。在质子理论中,酸和碱不局限于分子,还可以是阴,阳离子.若某物质既能给出质子又能接受质子～就既是酸又是碱～可称为 --酸碱两性物质。如HSO,NH,HCO等。因此～在质子理论中没有盐的433 概念。 二: 共轭酸和碱(C级重点掌握) 根据酸碱质子理论,酸和碱不是孤立的.酸给出质子后生成碱,碱接受质子后变成酸,这种对应关系互称为共轭关系. 酸 质子 + 碱 右边的碱是左边酸的共轭碱;左边的酸又是右边碱的共轭酸.酸越强,它对应的共轭碱的碱性就越弱;反之,酸越弱,它对应的共轭碱就越强. 思考题: 1 2-9-1.1:共轭酸碱之间具有什么关系?SO是否是HSO的共轭碱(C级424重点掌握) 三: 酸碱反应的实质(C级掌握) 根据酸碱质子理论,酸碱反应的实质,就是两个共轭酸碱对之间质子传递的反应. 1. 电离反应: +-HCl + HO HO + Cl 23 酸1 碱2 酸2 碱1 2. 中和反应 -+HAc + NH NH + Ac 34 酸1 碱2 酸2 碱1 3. 水解反应 --HO + Ac HAc + OH 2 酸1 碱2 酸2 碱1 四: 酸碱质子理论的局限(C级了解) 酸碱质子理论扩大了电离理论中的酸碱的范围,又可在非水溶剂或气态下适用.但因其限制于质子放出和接受,对于不含氢的一类化合物是不能解释的. 2 练习: 9-1.1:指出下列物质哪些是酸～哪些是碱～哪些既是酸又是碱～并写出它们对应的共轭碱或酸的形式,C级重点掌握, 2---- HSO,CO,HCO,HO,NH,NO,HPO。 243323224 1,C级重点掌握, 例 *9-1 酸碱电子理论(A级掌握) 一:电子酸碱的定义 美国物理学家路易斯提出的酸碱电子理论认为:凡是可以接受电子对的物质称为酸,凡是可以给出电子对的物质称为碱。因此,酸又是电子对的接受体,碱是电子对的给予体.而酸碱反应的实质是配位键的形成并生成酸碱配合物. 根据电子理论,凡金属离子都是酸,与金属离子结合的不管是阴离子或中性分子都是碱.而一切盐类,金属氧化物等大多数无机化合物都是酸碱配合物. 二:酸碱电子理论的不足 酸碱电子理论中的酸和碱又称为路易斯酸和碱.该理论对酸碱的定义较别的理论更为全面和广泛,但正因为如此,对酸碱的认识过于笼统,不易掌握酸碱的特性. 3 三:*软硬酸碱理论简介 1. 路易斯酸碱的分类 1963年,美国化学家皮尔逊(Pearson,R.G.)把路易斯酸碱分成软硬两大类,即硬酸,软酸,硬碱,软碱. 1) 硬酸(接受电子原子)的特征是体积小,正电荷高,极化性低,也就是对外层电子控制得紧. 2) 软酸(接受电子原子)的特征是体积大,正电荷低或等于零,极化性高,并往往具有易于激发的d电子,也就是对外层电子控制得松驰. 3) 硬碱(给电子原子)极化性低,电负性高,难氧化,对外层电子控制得紧,难失去. 4) 软碱(给电子原子)极化性高,电负性低,容易氧化,外层电子容易失去. 用“软”,“硬”二字表示酸碱对外层电子控制的程度,随其程度不同,有不同的硬度和软度.介于软硬酸碱之间的酸碱称为交界酸碱.下面是软硬酸碱的分类表. 软,硬和交界酸的分类表 酸 类 4 ++++++,Li,Na,K,Rb,Cs H 2+2+2+2+2+ Be,Mg,Ca,Sr,Ba 3+3+4+3+3+4+4+4+2+ Sc,La,Ce,Gd,Lu,Th,U,UO,Pu 2 4+4+4+2+3+3+4+2+3+3+ Ti,Zr,Hf,VO,Cr,MoO,WO,Mn,Fe,Co 3+3+3+ BF,Al,Al(OH),AlCl,Ga,Ln 333硬 4+4+酸 CO,Si,Sn, 2 3+3+ N,As - SO,RSO 32 3+7+5+7+ Cl,Cl,I,I HX(能形成氢键的分子, 2+2+2+2+2+ Fe,Co,Ni,Cu,Zn 3+3+3+2+ Rh,Ir,Ru,Os 交 B(OH),GaH 33 界 +2+2++ RC,CH,Sn,Pb 365 酸 +3+3+ NO,Sb,Bi SO 2 2+2+4+3- Co(CN),Pd,Pt,Pt 5 软 +++2++2+ Cu,Ag,Au,Cd,Hg,Hg 酸 + BH,Ga(CH),GaCl,GaBr,GaI,Ti,Tl(CH) 33333333 5 CH,碳烯类 2 π接受体:三硝基本～醌类 ++++4++ HO,RO,RS,RSe,Te,RTe ++ Br,Br,I,I,ICN等 22 金属 软,硬和交界碱的分类表 碱类 NH,RNH,NH 3224 -2-- HO,OH,O,ROH,RO,RO 22硬 -2--3-2--碱 CHCOO,CO,NO,PO,SO,ClO 333444-- F,(Cl) - CHNH,CHN,N,N 6526532交 -2-界 NO,SO 23 -碱 Br + H -- R,CH,CH,CN,RNC,CO 2466 软 - SCN,RP,(RO)P,RAs 333 碱 -2- RS,RS,SO 223 - I 6 2. 软硬酸碱的结合原则 软硬酸碱原则的内容是:硬酸倾向于同硬碱结合,软酸则同软碱相结合.即“硬亲硬,软亲软,不软不硬就不管”.“倾向于”的意思是指硬-硬,软-软结合能形成稳定配合物,且反应速度较快.而硬-软结合的倾向较小,所形成的配合物不够稳定,且反应速度较慢.交界酸碱不论对象是硬还是软,均能与之反应,所形成的配合物的稳定性及反应速度适中.这是大量事实的,是经验性原则.它能够对无机化学中许多繁杂的现象进行一定说明或归纳.例如一些金属矿物存在的形 2-式,汞,银,铅等过渡元素的离子都是软酸～S是软碱,所以它们的矿物一般是硫化物.而?A,?A等主族元素以及某些过渡元素的离子为硬酸.它们的矿物一般是氧化物,氟化物,碳酸盐和硫酸盐,因为2--2-2-O,F,CO,SO均为硬碱. 34 7