5-2  酸碱理论
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Arrhenius ( 阿仑尼乌斯)  1887年提出了 酸碱电离理论: PowerPoint PPT Presentation


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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.

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Arrhenius ( 阿仑尼乌斯)  1887年提出了 酸碱电离理论:

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Presentation Transcript


Arrhenius 1887

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


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2酸碱理论

● 1923年,丹麦Brnsred 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


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

◆ 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+


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2酸碱理论

HCl、HAc、NH4+、H2SO3、Al(H2O)63+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:

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。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

◆ 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。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

◆ 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。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

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

是弱酸弱碱作用生成强酸强碱的反应,可逆过程。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

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。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

● 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。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

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。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

以H2O为溶剂讨论:

HAc + H2O H3O+ + Ac

[H2O] 是常数


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

Kar 称为酸常数


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

NH3 + H2O NH4+ + OH

Kbr 称为碱常数


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

● 酸碱常数的相互关系

Ac + H2O OH+ HAc

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。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

● 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


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

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


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-1Brnsred  Lowry质子理论

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。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-2Lewis 酸碱电子理论

◆ 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)。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

5-2-2Lewis 酸碱电子理论

◆ 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– HOH

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 3

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。


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

小 结

● Brnsred  Lowry质子理论

共轭酸碱:

酸碱平衡常数

∴Kar · Kbr = KrW


Arrhenius 1887

5-2 酸碱理论

小 结

区分效应拉平效应

● 酸碱电子理论

● 软硬酸碱理论


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