arrhenius ( 阿仑尼乌斯) 1887年提出了 酸碱电离理论:
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5-2 酸碱理论. 5-2 酸碱理论. Arrhenius ( 阿仑尼乌斯) 1887年提出了 酸碱电离理论: 凡是在水溶液中能够电离产生的阳离子全部都是 H + 的化合物叫酸 ; 电离时产生的阴离子全部是 OH 的化合物叫碱。 局限: 无法解释 Na 2 CO 3 ,Na 3 PO 4 呈碱性; NH 4 Cl 显酸性的事实; 无法解释非水溶液中的酸碱行为,如 液氨中 NH 4 + + NH 2 - = 2 NH 3. 5-2 酸碱理论. 5-2 酸碱理论. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Arrhenius ( 阿仑尼乌斯 ) 1887 年提出了酸碱电离理论: 凡是在水溶液中能够电离产生的阳离子全部都是 H+ 的化合物叫酸;电离时产生的阴离子全部是OH 的化合物叫碱。局限:无法解释 Na2CO3 , Na3PO4 呈碱性; NH4Cl 显酸性的事实; 无法解释非水溶液中的酸碱行为,如液氨中 NH4
+ + NH2- = 2 NH3
5-2 酸碱理论
5-2 酸碱理论
● 1923 年,丹麦 Brnsred 和英国 Lowry 提出了酸碱
质子理论● Lewis 提出了酸碱电子理论● Peasion 软硬酸碱理论
5-2 酸碱理论
5-2 酸碱理论
◆ 酸碱质子理论 凡是能给出质子的分子或离子称为酸( proton
douor ),凡是能接收质子的分子或离子称为碱( proton acceptor )。 酸 质子 + 碱 HCl H+ + Cl -
[Al(H2O)6]3+ H+ + [Al(H2O)5(OH)]2+
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
HCl 、 HAc 、 NH4+ 、 H2SO3 、 Al(H2O)6
3+ 等都能
给出质子,都是酸;而 OH 、 Ac 、 NH3 、 HSO3 、
CO32 等都能接受质子,都是碱。
特征:特征: 酸越强,对应的共轭碱越弱;酸越弱,对应的共轭酸越强,对应的共轭碱越弱;酸越弱,对应的共轭碱越强;酸中有碱,碱可变酸。碱越强;酸中有碱,碱可变酸。
5-2 酸碱理论
5-2 酸碱理论
◆ 酸和碱可以是分子,也可以是阳离子或阴离子;◆ 有的酸和碱在某对共轭酸碱中是碱,但在另一对共轭 酸碱对中是酸;◆ 质子论中不存在盐的概念,它们分别是离子酸或离子碱。
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
◆ 酸碱质子理论对反应的解释:● 电离作用 HCl + H2O == H3O+ + Cl
强酸 1 强碱 2 弱酸 2 弱碱 1
强酸和强碱作用生成弱酸弱碱的过程,是不可逆过程。
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
是弱酸弱碱作用生成强酸强碱的反应,可逆过程。
HAc + H2O H3O+ + Ac
弱酸 1 弱碱 2 强酸 2 强碱 1
NH3 + H2O NH4+ + OH
弱酸 1 弱碱 2 强酸 2 强碱 1
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
H2O + H2O H3O+ + OH -
弱酸 1 弱碱 2 强酸 2 强碱 1
弱酸弱碱的相互作用生成强酸强碱的反应 , 是可逆过程。● 盐类的水解 Ac + H2O HAc + OH
弱碱 1 弱酸 2 强酸 1 强碱 2
弱酸弱碱的相互作用生成强酸强碱的反应是可逆过程。
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
● 中和反应 HCl + NH3 == NH4
+ + Cl-
强酸和强碱作用生成弱酸弱碱的过程,是不可逆过程。 酸碱质子论旷达了酸碱的含义和酸碱反应的范围,解释了酸碱在水溶液及非水溶剂中的反应原理,并把水溶液中的各种离子反应系统地归纳为质子传递酸碱反应。
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
在质子酸碱论中,酸和碱的强弱不仅决定了酸碱本身释放质子或接受 H+ 的能力,同时也决定了溶剂
接受和释放质子的能力。因此,比较各种酸碱的强弱必须固定同一溶剂。在不同的溶剂中,同一物质的酸碱性会不同。
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
以 H2O 为溶剂讨论: HAc + H2O H3O
+ + Ac
[H2O] 是常数)
]O[H)(
[HAc](
)][Ac
)(]O[H
(
2
3
CC
CCK r
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
Kar 称为酸常数
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
Kbr 称为碱常数
C
CCK rb ][NH
)][OH
)(][NH
(
3
4
NH3
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
NH3 + H2O NH4+ + OH
● 酸碱常数的相互关系Ac + H2O OH + HAc
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
在同一溶剂中,酸碱的相对强弱取决于酸的本性,但同一酸碱在不同的溶剂中的相对强弱取决于溶剂性质的差异。
5-2 酸碱理论
● 溶剂对酸碱性的影响 HCl + H2O H3O
+ + Cl
强酸 1 强碱 2 弱酸 2 弱碱1
在水中: HAc + H2O H3O
+ + Ac
弱酸 1 弱碱 2 强酸 2 强碱 1
酸强度: HCl > HAc ∴ H2O 是区分溶剂 区分效应
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
在液氨中:
HCl + NH3 NH4+ + Cl
强酸 1 强碱 2 弱酸 2 弱碱 1
HAc + NH3 NH4+ + Ac
强酸 1 强碱 2 弱酸 2 弱碱 1
∴ NH3 是拉平溶剂。 拉平效应
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
质子理论只限于 H+ 的接受或放出的反应。只能解决含 H 一类物质的酸碱性问题,对于一些不含 H 的物质,如 SnCl4 、 AlCl3 等的酸碱性行为就无能为力了。为此,美国化学家 Lewis 于 1923
年提出酸碱电子理论。
5-2-1 Brnsred Lowry 质子理论
5-2 酸碱理论
◆ 理论要点
凡可以接受电子对的微粒(分子、原子团、离子)为酸( electron pair acceptor );凡可以给出电子对的微粒为碱( electron pair donor )。
5-2-2 Lewis 酸碱电子理论
5-2 酸碱理论
◆ 酸碱反应的实质 酸碱反应的实质是形成配位键的反应;碱提供电子对,酸以空轨道接受电子对形成配位键。 H + + :OH– HOH
AlCl3 + :Cl – AlCl4 –
Cu2+ + 4:NH3 Cu2+ (NH3) 4
根据 Lewis 电子理论,凡金属阳离子及缺电子的分子都是酸;凡与金属离子结合的阴离子或中性分子都是碱。扩大了酸碱的范围,几乎无所不包。
5-2-2 Lewis 酸碱电子理论
5-2 酸碱理论
5-2-3 软硬酸碱理论
该理论是根据金属离子对各种配位体的亲和性不同,把金属离子分为两类: 硬酸:半径小,电荷高的离子,如碱土金属离子和 Ti4+, Fe3+, Al3+, Ln3+ 等。 软酸:半径大,电荷低的离子如 Ag+, Pt2+, Hg2+ 等。 硬碱:半径小,变形小的阴离子如 F–, O2– 等。 软碱:半径大,变形大的阴离子如 I – , ClO4
– 等。
规则:硬亲硬,软亲软,硬软不相亲。
5-2 酸碱理论
小 结
● Brnsred Lowry 质子理论
共轭酸碱:共轭酸碱:酸碱平衡常数
C
CCK ra [HAc]
)][Ac
)(]O[H
( 3
HAc
C
CCK rb ][NH
)][OH
)(][NH
(
3
4
NH3
∴ Kar · Kb
r = KrW
5-2 酸碱理论
● 软硬酸碱理论
● 酸碱电子理论
区分效应 拉平效应
小 结
5-2 酸碱理论