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酸碱质子理论

2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
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简介水是两性物质,因此依反应物的不同,水可能是酸(释放质子),也可能是碱(接受质子)。例如在水和乙酸的反应中,水扮演碱的角色:生成物之一的乙酸根离子CH3COO是乙酸的共轭碱,而水合氢离子H3O则是水的共轭酸。而在水和氨的反应中,水扮演酸的角色,其反应式如下:水提供一个氢离子给氨,而氢氧根离子则是水的共轭碱。强酸(如盐酸)会完全解离,而弱酸(如乙酸)只会部分解离。酸度系数pKa是酸解离程度的指标,也可用来判断酸的强弱。许多的化合物均可以依酸碱质子理论的方式,依其和水反应的情形,分类为酸或碱:如无机酸以及其衍生物(如磺酸、膦酸)、羧酸、胺、碳负离子、1,3-二酮(如乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、米氏酸)……等。酸碱质子理论和酸碱电子理论的关系路易斯碱可以提供电子对,若此电子对可以和氢离子键结,则此路易斯碱也是布朗斯特碱。因此酸碱质子理论也可以适用在非水溶液的情形。一个给电子溶剂S可以用以下的方式接...

简介

水是两性物质,因此依反应物的不同,水可能是酸(释放质子),也可能是碱(接受质子)。例如在水和乙酸的反应中,水扮演碱的角色:

生成物之一的乙酸根离子 CH3COO 是乙酸的共轭碱,而水合氢离子H3O 则是水的共轭酸。

而在水和氨的反应中,水扮演酸的角色,其反应式如下:

水提供一个氢离子给氨,而氢氧根离子则是水的共轭碱。

强酸(如盐酸)会完全解离,而弱酸(如乙酸)只会部分解离。酸度系数pKa 是酸解离程度的指标,也可用来判断酸的强弱。

许多的化合物均可以依酸碱质子理论的方式,依其和水反应的情形,分类为酸或碱:如无机酸以及其衍生物(如磺酸、膦酸)、羧酸、胺、碳负离子、 1,3-二酮(如乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、米氏酸)……等。

酸碱质子理论和酸碱电子理论的关系

路易斯碱可以提供电子对,若此电子对可以和氢离子键结,则此路易斯碱也是布朗斯特碱。因此酸碱质子理论也可以适用在非水溶液的情形。一个给电子溶剂 S 可以用以下的方式接受氢离子:

在酸碱化学中典型的给电子溶剂,如二甲基亚砜或液氨,都有一个有孤对电子的氧原子或氮原子,可以和氢离子键结。

有些路易斯酸除了可以接收电子对外,也是布朗斯特酸。如铝离子 Al 可以从水分子接受电子对,如以下的反应式

反应所生成的水合铝离子为弱的布朗斯特酸:

全反应可以视为铝离子的水解。

不过并非所有的路易斯酸都会产生对应的布朗斯特酸,如镁离子也是路易斯酸,可和六个水分子结合为水合镁离子

但此例中没有氢离子的转移,因为水合镁离子的Ka很小(Ka ~ 10),所释放的氢离子很少,可以忽略不计。

硼酸可以用来说明一个在水中不会解离的布朗斯特酸,仍然可以提供氢离子给水(在此为一种布朗斯特碱)。其反应为

硼酸在反应中为路易斯酸,从一个水分子接收电子对,再提供一个氢离子给另一个水分子,因此也是布朗斯特酸。

参见

酸碱电离论

酸碱电子理论

软硬酸碱理论

资料来源


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