元素在周期表中的酸碱性酸碱电离理论酸碱质子理论和酸碱概念的相对性酸碱电子理论（ Lewis 酸碱）软硬酸碱理论

元素在周期表中的酸碱性 • 酸碱电离理论 • 酸碱质子理论和酸碱概念的相对性 • 酸碱电子理论（Lewis酸碱） • 软硬酸碱理论

酸碱理论的发展 • 化学1班 • 侯方烁

1. 元素在周期表中的酸碱性 元素周期表中酸性和碱性元素的分布区域

第一过渡系金属的氧化态和酸性的关系

2. 酸碱电离理论 1887年,瑞典化学家阿累尼乌斯提出酸碱的电离理论。局限: (1)将酸碱的概念只限于水溶液中,不能回答非水体系的酸碱问题.如: 醋酸。 (2)把碱只限制为氢氧化物,不能解释一些物质在水溶液中能使石蕊变蓝,水溶液呈碱性。如: 氨。

3. 酸碱质子理论和酸碱概念的相对性1923年,丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳莱各自独立的提出酸碱质子理论。内容: 凡是能给出质子的是酸,凡是能接受质子的物质是碱。

醋酸为碱： CH3COOH +H2SO4  CH3COOH2 +HSO4 醋酸为酸：CH3COOH + H2O  H3O+ CH3COO H2SO4为碱：H2SO4+ HClO4  H3SO4 + ClO4 H2SO4为酸：H2SO4+ HNO3 H2NO3+HSO4（硝化反应）局限: 对无质子传递的酸碱反应无法解释。

溶剂的拉平效应（leveling effect）HI+H2O  H3O＋＋IHBr+H2O  H3O＋＋Br HI和HBr均被拉平为H3O＋，在水溶液中不能区分HI和HBr的强弱

NH2+H2O NH3＋OHCH3+H2O CH4＋OH在水溶液中不能区分NH2和CH3的强弱

水中pKa >0的酸，都被水拉平；而pKa<14的共轭碱也被水拉平水的分辨宽度为14液氨中2NH3 NH2 + NH4+ pK=33液氨的分辨宽度为33

常用溶剂的分辨宽度

4. 酸碱电子理论(Lewis酸碱) 1923年,美国化学家路易斯提出酸碱电子理论。内容: 凡是能与电子对结合的物质是酸; 凡是能给出电子对并用来形成配位键的物质是碱. 类型: 1. 阳离子。如: 含有可用于成键的空轨道的金属离子。镍铜铁离子。 2. 缺电子化合物。如: 硼铝的化合物。 3. 含有价壳可扩展的原子的化合物。如：四氟化硅。 4. 具有极性双键的分子。如：含有羰基的分子。

A + : B  A : B 酸碱酸碱加合物酸 BCl3, BF3 碱 PPh3, NH3 , RO2, RS2

Lewis酸碱的分子轨道示意图

AlCl3(Lewis 酸)作为傅氏烷基化反应的催化剂

“硬”的含义是指酸碱物种的原子轨道不易变形，酸碱作 • 用易生成离子键。 • “软”的含义是指酸碱物种的原子轨道容易变形，酸碱作 • 用易生成共价键。 • 硬酸：具有体积小，正电荷高，低极化率的特征，外层电子被抓的紧。 • 软酸：具有体积大，正电荷低或为零，高极化率的特征，外层电子被抓的松。 • 硬碱：具有体积小，正电荷高，难变形的特征，外层电子被抓的紧，不易被氧化。 • 软碱：具有体积大，正电荷低，易变形的特征，外层电子被抓的松，容易被氧化。 5. 软硬酸碱理论(Hardand Soft Acids and Bases，HSAB）

典型的软酸三角形

硬酸：碱金属，碱土金属，轻和高价的金属离子。硬酸：碱金属，碱土金属，轻和高价的金属离子。软酸：重过渡金属离子，低价或零价金属。硬碱：半径小，不易被极化。软碱：半径大，易被极化。

元素在周期表中的酸碱性酸碱电离理论酸碱质子理论和酸碱概念的相对性酸碱电子理论（ Lewis 酸碱）软硬酸碱理论