Pearson的软硬酸碱原理及应用

有机化学酸碱理论

有机化学酸碱理论 1、阿伦尼乌斯酸碱理论： 水中离解的局限性 2、J.N.Brфnsted酸碱理论： 定义：在反应中能提供质子的分子或离子为酸；接受质子的分子或离子为碱。 酸碱的相对性：同一种物质，在一个反应中是酸，在另一个反应中也可能是碱。 共轭酸碱对：酸给出质子成为碱（酸的共轭碱），碱得到质子成为酸（碱的共轭酸） 酸越强，则酸的共轭碱越弱；碱越强，碱的共轭酸越弱。反应的结果就是强酸与强碱反应生成弱酸和弱碱。 3、G.N.Lewis酸碱理论： 定义：能够接受电子的分子和离子即Lewis酸；能够提供电子的分子和离子即Lewis碱。 Lewis酸：具有空轨道和未充满外层笛子轨道，电子受体，亲电试剂； AlCl3 BF3 FeCl3 ZnCl2 Ag+ R+ NO2+ Lewis碱：具有孤对电子和π电子，电子供体，亲核试剂。

NH3 ROH X- OH- RO- 酸碱理论 酸碱理论(acid-base theory) 阐明酸、碱本身以及酸碱反应的本质的各种理论。在历史上曾有多种酸碱理论，其中重要的包括： 阿伦尼乌斯酸碱理论——酸碱电离理论布朗斯特-劳里酸碱理论——酸碱质子理论路易斯酸碱理论——酸碱电子理论酸碱溶剂理论软硬酸碱理论最早提出酸、碱概念的是英国R.玻意耳。法国A.L.拉瓦锡又提出氧是所有酸中普遍存在的和必不可少的元素，英国H.戴维以盐酸中不含氧的实验事实证明拉瓦锡的看法是错误的，戴维认为：“判断一种物质是不是酸，要看它是否含有氢。”这个概念带有片面性，因为很多有机化合物和氨都含有氢，但并不是酸。德国J.von李比希弥补了戴维的不足，为酸和碱下了更科学的定义：“所有的酸都是氢的化合物，但其中的氢必须是能够很容易地被金属所置换的。碱则是能够中和酸并产生盐的物质。”但他不能解释为什么有的酸强，有的酸弱。这一问题为瑞典S.A.阿伦尼乌斯解决。 阿伦尼乌斯酸碱理论[1]在阿伦尼乌斯电离理论的基础上提出的酸碱理论是：“酸、碱是一种电解质，它们在水溶液中会离解，能离解出氢离子的物质是酸；能离解出氢氧根离子的物质是碱。”由于水溶液中的氢离子和氢氧根离子的浓度是可以测量的，所以这一理论第一次从定量的角度来描写酸碱的性质和它们在化学反应中的行为，指出各种酸碱的电离度可以大不相同，有的达到90％以上，有的只有1％，于是就有强酸和弱酸；强碱和弱碱之分。强酸和强碱在水溶液中完全电离；弱酸和弱碱则部分电离。阿伦尼乌斯还指出，多元酸和多元碱在水溶液中分步离解，能电离出多个氢离子的酸是多元酸；能电离出多个氢氧根离子的碱是多元碱，它们在电离时都是分几步进行的。这一理论还认为酸碱中和反应乃是酸电离出来的氢离子和碱电离出来的氢氧根离子之间的反应：H+＋OH- ===H2O 阿伦尼乌斯酸碱理论也遇到一些难题，如：①在没有水存在时，也能发生酸碱反应，例如氯化氢气体和氨气发生反应生成氯化铵，但这些物质都未电离。②将氯化铵溶于液氨中，溶液即具有酸的特性，能与金属发生反应产生氢气，能使指示剂变色，但氯化铵在液氨这种非水溶剂中并未电离出氢离子。③碳酸钠在水溶液中并不电离出氢氧根离子，但它却是一种碱。要解决这些问题，必须使酸碱概念脱离溶剂（包括水和其他非水溶剂）而独立存在。其次酸碱概念不能脱离化学反应而孤立存在，酸和碱是相互依存的，而且都具有相对性。解决这些难题的是丹麦J.N.布仑斯惕和英国T. M.劳里，他们于1923年提出酸碱质子理论。

论文酸碱理论的发展

酸碱理论的发展概况 摘要：在实验化学的早期，人们就认识了酸和碱，知道了它们的某些特殊性质。 比如酸:使石蕊变红，有酸味；碱:使石蕊变蓝，有苦涩味，酸能溶解活泼金属等等，这就是酸碱理论的萌芽时期。随着化学水平的提高，相继出现了Arrhenius的酸碱电离理论，Bronsted-Lowry的酸碱质子理论及后期的Lewis酸碱理论。本文将具体介绍酸碱理论的发展概况及它们的一些优缺点等方面的内容。 关键词：酸碱电离理论溶剂理论酸碱质子理论 Lewis酸碱理论软硬酸碱理论 人们对于酸、碱的认识是从它们所表现的性质开始的。早在公元前，人们就知道了醋的存在，并知道醋是有酸味的。在公元8世纪左右，阿拉伯的炼金术士制得过硫酸、硝酸。但在当时，人们除了知道它们具有酸味外，并不了解它们更多的性质。因此认为：凡具有酸味的物质都是酸。“酸”这个字在拉丁文中写作“acidus”，就是表示“酸味”的意思。所以得出结论：酸是化合物，溶解于水是产生导电溶液，有酸味。碱也能生成导电溶液，然而却带苦味，摸起来滑润〔1〕。 17世纪后期，随着生产和科学的发展，科学家开始注意比较系统地研究酸和碱的性质。他们发现，酸除了具有酸味外，还能使指示剂变色，能被某些金属置换出氢气；碱有涩味，也能使指示剂变色，并能与酸中和生成盐和水。 18世纪后期，当氧元素被发现以后，人们开始从组成上认识酸碱，以为酸中一定含有氧元素； 到了19世纪初，随着盐酸等无氧酸的发现，科学家认识到有些酸(如盐酸)并不含有氧，但它们同样具有酸的性质。据此，英国的戴维(Davy)提出了“氢才是组成酸所不可缺少的元素”的观点。 到了1987年，Arrhenius S A 提出了酸碱电离理论：在水溶液中电离生成的阴离子全都是H+的物质叫做酸；在水溶液中电离生成的阳离子全都是OH—的物质叫做碱；酸碱中和反应的实质是H+和OH—结合生成H2O（2）。Arrhenius 的电离学说，使人们对酸碱的认识发生了一个飞跃。HA = H+ + A- 电离出的正离子全部是 H+ ,MOH = M+ + OH- 电离出的负离子全部是 OH- 。进一步从平衡角度找到了比较酸碱强弱的标准，即 Ka , Kb 。 Arrhenius 理论在水溶液中是成功的。但其在非水体系中的适用性，却受到了挑战。试比较下列两组反应： 2 H2O = OH- + H3O+ NaOH + (H3O)Cl = NaCl + 2 H2O 2 NH3 = NH2- + NH4+ NaNH2 + NH4Cl = NaCl + 2 NH3 溶剂自身的电离和液氨中进行的中和反应，无法用 Arrhenius 的理论去讨论，因为它把碱限制为氢氧化物，而对氨水呈碱性的事实也无法说明，这曾使人们长期误认为氨水是NH4OH，但实际上从未分离出这种物质。还有，解离理论认为酸和碱是两种绝对不同的物质，忽视了酸碱在对立中的相互联系和统一。（网络资料）。 不过Arrhenius 的电离学说是一个较为实用的观点，它是根据物质在水溶液中所产生的离子来定义的，虽然这种理解在某种程度上忽视了溶剂在酸碱体系中的作用，也牺牲了对酸碱关系的某些相当有用的见解（3）。 针对阿氏理论的不足点，富兰克林(Franklin)在1905年提出了他的溶剂理论(简称溶剂论)。

化学酸碱理论的历史和发展

化学酸碱理论的历史、发展及应用 作者：李禄平 学院：材料学院专业：材料成型及控制工程学号：1120910328 电话：邮箱： 摘要：酸碱是化学这门学科非常重要的组成部分，它的概念的形成却经历了前后三百年的时间，不同的理论对于酸碱有不同的定义，然而最著名的就是酸碱电离理论和酸碱质子理论，经过许多科学家的研究和完善，使得化学界对酸碱的概念的认识有了更加深刻的认识。 关键字：酸碱；盐；酸碱电离理论；酸碱质子理论；酸碱电子理论 一，人们最初对酸碱的认识 酸碱对于化学来说是一个非常重要的部分，在日常生活中，我们接触过很多酸碱盐之类的物质，例如调味用的食醋，它就是一种有机酸（CH3COOH)；建筑上用的熟石灰是一种碱（Ca(OH)2）等等。刚开始人们是根据物质的物理性质来分辨酸碱的。有酸味的物质就归为酸一类；而接触有滑腻感的物质，有苦涩味的物质就归为碱一类；类似于食盐一类的物质就归为盐一类。直到17世纪末期，英国化学家波义耳才跟据实验的理论提出了朴素的酸碱理论： ㈠：只要该物质的水溶液能溶解一些金属，能与碱反应失去原来的性质并且能使石蕊的水溶液变红，那么称它为酸。 ㈡：只要该物质的水溶液有苦涩味，能与酸反应失去原来的性质并且能使石蕊的水溶液变蓝，那么称它为碱。 从我们现在的眼光来看，这个理论明显有很多漏洞，如碳酸氢钠，它符合碱的定义，但是它实际上是一种盐。这个理论主要跟很多盐相混淆。 后来人们又试图从酸碱的元素组成上来加以区分，法国化学家拉瓦锡认为，氧元素是酸不可缺少的元素。然而英国的戴维以盐酸并不含氧的实验事实证明拉瓦锡的理论是错误的。戴维认为氢才是酸的不可或缺的元素，要判断一个物质是不是酸，要看他是否含有氢原子。然而很多盐跟有机物都含有氢原子，显然这个理论过于片面了。德国化学家李比西接着戴维的棒又给出了更科学的解释：所有的算都是含氢化合物，其中的氢原子必须很容易的被金属置换出来，能跟酸反应生成盐的物质则是碱。但是他又无法解释酸的强弱的问题。随着科学的发展，人们又提出了更加科学的解释，使得酸碱理论愈发成熟。 二，酸碱电离理论 1887年瑞典科学家阿伦尼乌斯率先提出了酸碱电离理论。他认为，凡是在水溶液中电离出来的正离子都是氢离子的物质就是酸，凡是在水溶液中电离出来的负离子都是氢氧根离子的物质就是碱。酸碱反应的实质其实就是氢离子跟氢氧根离子的反应。 这个理论能解释很多事实，例如强酸与弱酸在性质上的差别的问题，强酸的水溶液由于

酸 碱 理 论

酸碱理论 发表日期：2004年5月4日已经有1079位读者读过此文【编辑录入：张保国】 化学中酸和碱的概念是在科学发展过程中不断更新的．在19世纪末奥斯特瓦尔德的影响下，根据电解质离解的理论，化学界中形成了这样的概念：氢离子是酸性的体现者，酸的强度与浓度成正比；氢氧离子则是碱性的体现者，碱的强度与浓度成正比。因而，酸碱中和作用就是氢离子和氢氧离子相互作用生成水的反应。在当时，这一概念经过测定不同的酸碱的中和热证明是符合事实的。 与此同时，人们在实验中发现，除去杂质的纯水具有微弱的导电性。因此，在水中游离的的氢离子和氢氧根离子存在，而且，当时的人们已测定水中离子的浓度积为10-14。当时通常认为水的离解可能用下列方程表示：2H2O=H3O++OH- 其生成物是氢氧根离子。 同时，在25℃时测定纯水的导电率，得出H+和OH-两种粒子的浓度均为10-7mol/L。1909年，哥本哈根的化学家索伦森又提出了用氢离子浓度的负对数PH来表示氢离子浓度。 虽然为，根据电解质离解学说的原理，似乎关于酸和碱的概念已经很明确，但是在20世纪初由于发现了许多新的实验事实，关于酸和碱的确切定义的问题又被提出来了。在当时的许多新发现中，最具代表性的事实乃是在醋酸钠对盐酸进行库仑已法滴定时，所得到的滴定曲线和用碱滴定盐酸时得到的曲线颇为相似。 早在1908年，英国曼彻斯特的科学家拉普斯根据测定水对醇溶液中酯化作用的影响提出，酸是氢离子的给予体（即质子的给予体），碱则是氢离子的接受体。1923年，英国剑桥大学的教授洛里和丹麦布朗斯台德，以及同是丹麦人的比约鲁姆都同时而又各自独立地扩展了这些概念。在3人之中，布朗斯台德将酸碱理论发展得最完备。根据布氏的理论，酸应该是能给出质子的各种分子或离子（即质子给予接受体）。 依据布朗斯台德的观点来看，铵离子应该看成是酸，原因是它能够给出质子而生成NH3；氨因此是碱，原因是它能够接受质子。推而广之，则酸中的阴离子可以看作碱。所以，酸所生成的盐，理所应当呈碱性。布朗斯台德的理论进一步论证了不含氢的基（或离子）做质子给予体所需的条件。

酸碱理论及其应用★

酸碱理论及其应用 摘要：酸碱理论是无机化学研究的重要内容，它在科学实验和生产实际中有着广泛的应用。简要介绍现代酸碱理论的建立及其基本概念。现代酸碱理论包括了Brnsted Lowry酸碱理论、Lewis酸碱理论、HSAB 理论和超酸理论。举例介绍了与物理有机化学、有机合成、有机催化等领域相关的现代酸碱理论的广泛应用。 关键词：产生发展局限应用 1．早期人们对酸碱的认识 1.1 早期酸碱概念的产生 最初,人们对酸碱的认识是从观察事物的现象开始的。在我国古代典籍中,对酸的记载比碱要早得多。《周礼·疡医》中有“以酸养骨”的说法。在五行学说出现以后,人们开始用五行来解释五味,其对应的关系为: 木火金水土 | | | | | 酸苦辛咸甘 按照这种关系,古代人们便把“酸”定义为“木味”,这可能是由于古代人在选择食性植物时,发现许多植物具有酸性的缘故。在发酵现象被人们认识以后,“酸”便成为“醋”的同义词。至于“碱”字,原繁体字形为“卤咸”、“卤佥”,初指土碱,与人们的味觉没有多大的关系,在古代的五味中也没有碱的地位。在国外,情况与我国类似。在古代的埃及、希腊、罗马,人们知道果汁(酒)再进一步发酵便得到了酸的英文(acid)来自阿拉伯文(acetum),这个字就意味着 “变酸”(sour);而碱则指灰碱(碳酸钾),碱的英语(alka-li)这个词就是指plant askes(植物的灰分)两个词的意思。以后人们认识了除alkali以外的更多的碱类物质,于是人们便把它们统称为base。在我国近代化学史中,对alkali和base这两个词,在翻译时往往不加区别,都叫做“碱”。1663年,英国化学家波义耳(R.Boyle 1627—1691)对酸的通性作了如此的描述:①有酸味;②有一种特殊的溶剂能力,能溶解许多物质;③能使许多含有蓝色的植物染料(如石蕊)变红;④能与硫化物(多硫化钾)作用生成硫的沉淀;⑤与碱作用,酸性消失,生成中性的盐。到了1776年,英国化学家卡文迪什(H.Cavendish1731—1810)又补充了一条酸的性质;⑥很多酸(如硫酸、盐酸等)和锌、铁、锡等金属作用生成氢气。波义耳对碱的通性描述为①令人具有滑溜的感觉和去污的能力;②有溶解油和硫磺的作用;③有苦涩味;④有能够对抗酸的能力,并能销毁酸;⑤能使因酸的作用变成红色的石蕊溶液变为蓝色。以上这些是古代人们在生产和生活实践中对酸碱现象的初步认识,是酸碱理论产生和发展的启蒙阶段,真正的近代酸碱理论是从拉瓦锡开始的。 1.2拉瓦锡酸的氧理论 1770—1780年间,法国化学家拉瓦锡(https://www.wendangku.net/doc/1a1127929.html,voisi-er 1743—1794)企图从酸的组成来解释酸性现象,提出了氧是酸的组成成分和“酸化要素”即“酸化的基”理论,他认为凡是酸都应该含氧元素。这个酸的氧理论,持续了七十年,一直影响到十九世纪,普遍地为人们所接受,他明确指出,非金属元素在氧中燃烧生成酸;金属元素在氧中燃烧生成碱。 1.3李比希酸的氢理论 正当人们崇奉拉瓦锡酸的氧理论时,1789年法国化学家贝托雷(C.L.Bertholt 1748—1822)首先揭示了这个理论的缺陷,他发现氢氰酸(HCN)并不含有氧,但其水溶液却有较弱的酸性。但是,由于氢氰酸的酸性比较弱,以致有人认为它根本够不上称为酸的资格,所以拉瓦锡关于酸的氧理论并没有因此而动摇。后来,英国化学家戴维(H.Davy 1778—1829)用普通的盐酸(HCl)来验证,也同样证实了拉瓦锡的错误。在1838年,德国化学家李比希(J.F.V onliebi1803—1873)吸取了戴维等科学家研究的成果,并结合自己的研究,他重申并肯定认为:氢是酸的基本要素, 所有的酸都是“含有容易被金属取代的氢的化合物”,这个酸概念的氢理论连续了近五十年。 由此我们可以看出,早期人们对酸碱的认识基本上还是经验性的,虽有一定的事实基础,但夹杂着人们的一些猜想,缺乏从分子本身严密的论证和论据。

酸碱概念的历史与发展

酸碱概念的历史与发展 摘要：酸碱是化学中的重要概念。在化学的发展史上，对于酸碱概念的定义，各有千秋。但是，酸碱概念是人们定义出来的，任何定义都有局限性。 关键词：酸碱电离理论；酸碱质子理论；酸碱电子理论 引言 阐明酸、碱本身以及酸碱反应的本质的各种理论。在历史上曾有多种酸碱理论，其中重要的包括：阿伦尼乌斯酸碱理论——酸碱电离理论布朗斯特-劳里酸碱理论——酸碱质子理论路易斯酸碱理论——酸碱电子理论。 最早提出酸、碱概念的是英国R.玻意耳。为酸和碱下了更科学的定义：“所有的酸都是氢的化合物，但其中的氢必须是能够很容易地被金属所置换的。碱则是能够中和酸并产生盐的物质。 酸碱理论 1.酸碱电离理论 1887年，瑞典化学家阿伦尼乌斯创立了酸碱电离理论，他提出酸即在水溶液中凡是电离产生的阳离子全部都是氢离子的物质，碱即在水溶液中凡是电离产生的阴离子全部都是氢氧根离子的物质。 该理论解释了许多实验事实，如强酸电离度大，产生氢离子多，与金属反应能力强。反之弱酸电离度小，与金属反应能力弱；它揭示了酸碱中和反应的实质是H+和OH-之间的反应，解释了一切强酸、强碱之间的反应热都相同的事实。由于水溶液中H+和OH-的浓度是可以测量的，所以该理论第一次从定量的角度描写酸碱性质和它们的反应行为，指出各种酸碱的电离度可以大不相同，由此引出的强酸和弱酸，强碱和弱碱，电离度，pH等一系列化学概念在生产实际和科学研究中有着广泛的应用。人们第一次可以定量地计算酸碱，通过pH的数值反应酸性强弱，是酸碱理论发展史上的里程碑。酸碱电离理论的实际应用很多，我们仅以中和热的测定为例。在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成 1 mol液态水时所释放的热量叫做中和热。任何强酸和强碱的稀溶液反应 H+ (a q) +OH-(a q) =H2O(l) 中和热均为57．3 kJ/mol。这是因为当强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应 H++ OH-= H2O 时，反应物断裂化学键需要的热与生成物化学键形成所放的热之差就是中和热，当限制生成物为1 mol时，只要酸碱能够完全电离，则都有： H+(a q) + OH- (a q) = H2O (l)；△H =-57.3kJ/mol 如果有一元弱酸或弱碱参加中和反应，由于弱酸弱碱不能够像强酸和强碱一样完全电离，其中和热所放出热量一般都低于57.3 kJ/mol，也有个别高于57.3 kJ/mol的。这主要取决于弱酸或弱碱电离时吸热还是放热。 但是由于该理论把酸碱概念局限在水溶液中，因此对非水溶液和无溶剂体系都不能使用，从而对一些已知的化学事实产生疑问，如纯净的氯化氢气体是不是酸？熔融状态的氢氧化钠是不是碱？对一些问题无法解释，氢离子在水溶液中难以独立存在，须与水分子发生相互作用，生成水合离子，然而许多物质在非水溶液中不能电离出H+和OH-，却也表现出酸和碱的性质。如氯化氢气体和氨气反应生成氯化铵，但是这些物质都未电离；将氯化铵溶入液氨中，溶液就具有了酸的特性，能与金属发生反应产生氢气，能使指示剂变色，但是氯化铵在液氨

酸碱认识的发展历程

《大学化学先修课》课程小论文 第九章小论文 题目：酸碱认识的发展历程 xxxxxxxx xxxxx 摘要： 刚开始人们是根据物质的物理性质来分辨酸碱的。17世纪后期，英国化学家波义耳 第一次为酸、碱下了明确的定义。1887年，阿伦尼乌斯总结大量事实，提出了关于酸碱的本质观点——酸碱电离理论（Arrhenius酸碱理论）。富兰克林(Franklin)于1905年提出酸碱溶剂理论。布朗斯特(J.N.Bronsted)和劳里(Lowry)于1923年提出了酸碱质子理论。1923年美国化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯提出了酸碱电子理论（Lewis酸碱理论）。在前人工作的基础上，拉尔夫·皮尔逊于1963年提出软硬酸碱理论（HSAB）。 关键词：酸碱酸碱电离理论酸碱溶剂理论酸碱质子理论酸碱电子理论软硬酸碱理论 正文： 刚开始人们是根据物质的物理性质来分辨酸碱的。有酸味的物质就归为酸一类；而接触有滑腻感的物质，有苦涩味的物质就归为碱一类；类似于食盐一类的物质就归为盐一类。[1] 17世纪后期，英国化学家波义耳(R.Boyle，1627—1691)根据实验中所得到的酸、碱的性质，第一次为酸、碱下了明确的定义：凡是有酸味，水溶液能溶解某些金属，与碱接触会失去原有的特性，能使蓝色石蕊试纸变红的物质，叫作酸；凡水溶液有苦涩味、滑腻感，与酸接触后失去原有的特性，能使红色石蕊试纸变蓝的物质，叫作碱。[2] 后来人们又试图从酸碱的元素组成上来加以区分，法国化学家拉瓦锡认为，氧元素是酸不可缺少的元素。然而英国的戴维以盐酸并不含氧的实验事实证明拉瓦锡的理论是错误的。戴维认为氢才是酸的不可或缺的元素，要判断一个物质是不是酸，要看他是否含有氢原子。然而很多盐跟有机物都含有氢原子，显然这个理论过于片面了。德国化学家李比西接着戴维的棒又给出了更科学的解释：所有的算都是含氢化合物，其中的氢原子必须很容易的被金属置换出来，能跟酸反应生成盐的物质则是碱。但是他又无法解释酸的强弱的问题。[3]第一位较为科学的提出酸碱概念的是瑞典科学家阿伦尼乌斯(Arrhenius)。1887年，阿伦尼乌斯总结大量事实，提出了关于酸碱的本质观点——酸碱电离理论（Arrhenius酸碱理论）。在酸碱电离理论中，酸碱的定义是：凡在水溶液中电离出的阳离子全部都是H+的物质叫酸；电离出的阴离子全部都是OH-的物质叫碱，酸碱反应的本质是H+与OH-结合生成水的反应。（这里的氢离子在水中的呈现形态是水合氢离子(H3O+) ，但为书写方便，在不引起混淆的情况下可简写为H+）。阿伦尼乌斯还指出，多元酸和多元碱在水溶液中分步离解，能电离出多个氢离子的酸是多元酸，能电离出多个氢氧根离子的碱是多元碱，它们在电离时都是分几步进行的。由于水溶液中H+和OH-的浓度是可以测量的，所以这一理论第一次从定量的角度来描写酸碱的性质和它们在化学反应中的行为，酸碱电离理论适用于pH计算、电离度计算、缓冲溶液计算、溶解度计算等，而且计算的精确度相对较高，所以至今仍然是一个非常实用的理论。[4]但此理论仅适用于水溶液的体系中，对于非水溶液等其他体系中的酸和碱却

硬软酸碱理论(HSAB理论)

硬软酸碱理论（HSAB理论） 对于质子酸碱，我们可用pK来描述酸碱的强度，用pH或HO来表示溶液的酸度。但是对于不涉及质子转移的路易斯酸碱，我们只能通过比较它们形成的配合物的热力学稳定性来估计它们的强度。 根据路易斯酸碱电子论的定义，认为在反应中能给出电子对的物质是碱，能接受电子对的物质是酸。在配合物中，中心离子是电子对的接受体，是路易斯酸；配位体是电子对给予体，是路易斯碱。1963年皮尔逊（Peauson）提出了软硬酸碱（Soft and Hard acids and bases，简称SHAB）概念，即根据酸、碱对外层电子控制的程度，应用了“软”和“硬”两字进行分类，把接受孤对电子能力强、对外层电子吸引得紧、没有易极化的电子轨道、电荷半径比较大的金属离子叫“硬酸”；把接受电子能力弱、对外层电子抓得松、易极化、电荷半径比较小的叫“软酸”，介乎二者之间的金属离子叫“交界酸”。按同样道理也把配体分为软、硬和交界三类。给出电子对的原子电负性大、对外层电子吸引力强、不易失去电子、变形性小的叫做“硬碱”；给出电子对的原子电负性小、对外层电子吸引力弱、易给出电子、变形性大的叫做“软碱”；介乎二者之间的为“交界碱”。 硬酸和硬碱之所以称为“硬”是形象化地表明它们的不易变形；软酸和软碱之所以称为“软”是表明它们较易变形. 由于路易斯酸碱多种多样，分类比较粗糙，反应也较复杂，还没有大家公认的定量理论，目前只有一个软硬酸碱规则，其内容是：硬酸倾向于与硬碱相结合，而软酸倾向于与软碱结合。用通俗的话来说，是“硬亲硬，软亲软，软硬交界就不管”。所谓软硬交界就不管的意思是指中间酸（交界酸）与软、硬碱也能结合，中间碱与软、硬酸也能结合，但稳定性较前者差。显然这一规则既不定量，而且有不少例外，但它仍是一个很有用的简单规则，能用它说明大量的事实，并能作一定的预测。例如能对化合物相对稳定性给予较好的解释，如HF 和HCl很稳定，但HI不稳定。从表7-11可知H是硬酸，F、Cl是硬碱，而I是软碱，前者硬－硬结合稳定，而后者硬－软结合不稳定。又如F为何可以从[Fe(SCN)]中将SCN取代出来，因为Fe是硬酸，SCN是软碱，取代前是硬－软结合不太稳定，取代后是硬-硬结合更稳定。 1．硬酸与软酸 硬酸金属离子包括IA, ⅡA,ⅢA,ⅢB, Ln3+ ,An3+ [lanthanide (Ln3+)and actinide (An3+)cations] 以及处于高氧化态的d区过渡金属离子，如Ti4+,Cr3+,Fe3+,Co3+等。硬酸离子的特点是：电荷量高、半径小,也即离子势Zeff /r高，不易被极化。它们跟不同类型配位原子形成的配合物的稳定性变化规律是： R3N＞＞R3P＞＞R3As＞＞R3Sb R2O＞＞R2S＞R2Se＞R2Te F-＞Cl-＞Br-＞I- 软酸金属离子包括较低氧化态的过渡金属离子如Cu+、Ag+、Cd2+和重过渡金属离子如Pd2+、Pt2+、Hg2+ 、Hg22+等。这些软酸离子的特点是：半径大、氧化态低，Zeff/r值小，易被极化变形。它们跟不同类型配位原子形成的配合物的稳定性变化顺序是： R3N＜＜R3P＜R3As＜R3Sb R2O＜＜R2S＜R2Se＜R2Te F-＜Cl-＜Br-＜I- 介于上述两类酸之间的物种称为交界酸，如Fe2+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+等。 2．硬碱和软碱 跟硬酸能形成稳定配合物的碱称为硬碱；跟软酸能形成稳定配合物的碱称为软碱。介于硬碱与软碱之间的配位体称为交界碱。硬碱配位原子的特点是:电负性高,把持价电子能力强,

酸碱理论

5.1 酸碱理论及其发展 5.1.1阿累尼乌斯(Arrhenius)电离理论 1887年Arrhenius提出，凡是在水溶液中能够电离产生H+ 的物质叫酸(acid)，能电离产生OH－的物质叫碱(base)，酸和碱的反应称为中和反应，酸碱反应的产物主要是作为溶剂的水和盐类。 酸碱发生中和反应生成盐和水： NaOH + HAc NaAc + H2O 反应的实质是：H+ + OH－= H2O 根据电离学说，酸碱的强度用电离度α来表示。 对于弱电解质而言，在水溶液中仅仅是部分电离， 电离度：表示弱电解质达到电离平衡时的电离的百分数。 设HA为一元酸，它在水溶液中存在如下平衡HA H + + A－ 电离度定义为 式中：c HA 表示一元弱酸的分析浓度(或总浓度)；[HA] 表示平衡浓度 在c HA一定的条件下，a值愈大，表示弱酸电离得愈多，说明该酸愈强。 K a，K b的意义： ①K a（或K b）值可以衡量弱酸（碱）的相对强弱，K值≤10－4认为是弱的。 10－2～K～10－3中强电解质（可以实验测得） ②同一温度下，不论弱电解质浓度如何改变，电离常数基本保持不变。 ③K a，K b随温度而改变，（影响较小，一般可忽略） Ka与α的关系： 以HA为例，初始浓度为C HA A－+ H+ 初始 c 0 0 平衡 c(1－α) cα cα 若c/Ka≤500时，1－α≈1 cα2＝K a 稀释定律 T 一定时，稀释弱电解质，c↘，α↗；反之c↗，α↘，Ka是常数。 人们把水溶液中氢离子的浓度定义为酸度，作为在酸碱反应中起作用大小的标志。 pH= －lg[H+] 电离理论的局限性：只适用于水溶液。 5.1.2酸碱质子理论 1923年由布朗斯台德(Brфnsted)提出。根据质子理论，凡是能给出质子(H+)的物质是酸；凡是能接受质子(H+)的物质是碱，它们之间的关系可用下式表示之： 酸质子＋碱 例如： HA H+ + A－ 酸碱相互依存的关系叫作共轭关系。上式中的HA是A－的共轭酸；A－是HA的共轭碱。HA

酸碱概念的历史与发展小论文

酸碱概念的历史与发展 哈尔滨工业大学 一，不同角度对于酸碱的定义 1.从性质的角度定义酸碱 说到酸碱理论，就不得不谈谈最初人们根据物质所表现出来的不同性质来区分酸和碱。世纪后期，英国化学家波义耳根据实验中所得到的酸、碱的性质第一次为酸、碱下了明确的定义：凡是有酸味水溶液能溶解某些金属，与碱接触会失去原有的特性，能使蓝色石蕊试纸变红的物质，叫作酸；凡水溶液有苦涩味、滑腻感，与酸接触后失去原有的特性，能使红色石蕊试纸变蓝的物质叫作碱。 2.从组成的角度定义酸碱 不知道大家有没有思考过：为什么不同的酸（或碱）都具有类似的性质呢？是不是它们的组成中都含有某些相同的成分呢？于是人们开始从组成的角度研究酸和碱。世纪后期，法国化学家拉瓦锡提出一切酸中都含有氧元素，氧元素是造成酸具有酸性的原因。19世纪初，到英国化学家戴从有些酸（如盐酸）并不含有氧却具有酸的性质一事实出发，提出“判断一种物质是不是酸，要看它是否含有氢”的观点。因为许多有机化合物和氨都含有氢但并不是酸。因此年，德国化学家李比希为酸和碱下了定义：酸是氢的化合物但是酸中的氢必须是可以被金属所置换的；碱则是能够中和酸并产生盐的物质。 3.从电离的角度定义酸碱 之后呢？19世纪后期，瑞典化学家阿伦尼乌斯提出了电离理论，并从电离的角度定义酸碱。他认为在水溶液中凡是能电离出氢离子的物质叫作酸；能电离出—的物质叫作碱。酸碱中和反应的实质是氢离子和氢氧根化合而生成水的过程。酸碱电离理论，是人类对酸碱的认识从现象到本质、从宏观到微观的一次飞跃。然而这种理论局限性是把酸、碱限于溶液中，而水对于非水溶液体系则不适用。针对上述不足年英国化学家富兰克林提出了酸碱溶剂理论：凡能电离产生溶剂阳离子的物质为酸；产生溶剂阴离子的物质为碱。酸碱中和反应的实质是阳离子和阴离子化合而生成溶剂分子的过程。溶剂理论把酸、碱的概念从以水为溶剂扩大到了任何能够产生阴、阳离子的溶剂中，扩大了酸、碱的范围。 4.从质子的角度定义酸碱 往小里说，HCl是酸，NH3是碱，它们在苯中并不电离（苯也不电离），然而它们在苯中却能相互反生成NH4Cl，HCl和NH3能在气相进行反应。类似这样的事实是电离理论和溶剂理论所无法解释的。因此，1932年，丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳莱各自独立地提出了酸碱质子理论凡能放出质子的任何含氢原子的分子或离子都是酸；凡能与质子

酸碱理论的发展

酸碱理论的发展 布朗斯特酸碱理论概念的核心系于分子或离子间的质子转移,显然无法对不涉及质子转移,但却具有酸碱特征的反应做解释.这一不足在布朗斯特概念提出的同年由美国化学家路易斯提出的 lewis.G.N 另一个更广的酸碱概念所弥补,但后者直到20世纪30年代才开始在化学界产生影响. 酸碱电子理论（the electronic theory of acid and alkali），也称广义酸碱理论、路易斯（lewis）酸碱理论，是1923年美国物理化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯（Lewis G N）提出的一种酸碱理论，它认为：凡是可以接受外来电子对的分子、基团或离子为酸；凡可以提供电子对的分子、基团或离子为碱。这种理论包含的酸碱范围很广，但是，它对确定酸碱的相对强弱来说，没有统一的标度，对酸碱的反应方向难以判断。后来，皮尔逊提出的软硬酸碱理论弥补了这种理论的缺陷。 编辑本段电子酸碱的定义 该理论认为： 凡是能够接受外来电子对的分子、离子或原子团称为路易斯酸(Lewis acid)，简称受体； 凡是能够给出电子对的分子、离子或原子团称为路易斯碱（Lewis base），简称给体。 或者说： 路易斯酸(Lewis acid)是指能作为电子对接受体(Electron pair acceptor)的原子,分子或离子; 路易斯碱(Lewis base)则指能作为电子对给予体(Electron pair donor)的原子,分子或离子; 酸碱反应是电子对接受体与电子对给予体之间形成配位共价键的反应. 路易斯酸的分类 1、配位化合物中的金属阳离子,例如[Fe(H2O)6]3+和[Cu(NH3)4]2+中的Fe3+离子和Cu2+离子. 2、有些分子和离子的中心原子尽管满足了8电子结构,仍可扩大其配位层以接纳更多的电子对.如SiF4 是个路易斯酸,可结合2个F–的电子对形成[SiF6]2–. 3、另一些分子和离子的中心原子也满足8电子结构,但可通过价层电子重排接纳更多的电子对.再如CO2能接受OH–离子中O 原子上的孤对电子 4、某些闭合壳层分子可通过其反键分子轨道容纳外来电子对.碘的丙酮溶液呈现特有的棕色,是因为I2分子反键轨道接纳丙酮中氧原子的孤对电子形成配合物(CH3)2COI2.再如四氰基乙烯(TCNE)的π*轨道能接受一对孤对电子。 常见的Lewis酸： 1.正离子、金属离子：钠离子、烷基正离子、硝基正离子 2.受电子分子（缺电子化合物）：三氟化硼、三氯化铝、三氧化硫、二氯卡宾

第三章 酸碱平衡习题

一、选择题 1．按酸碱的质子理论，下列物质属于两性物质的有（） ① H2O ②NH4+③ NaHCO3④Ac- A、①②③ B、①③ C、②④ D、①②③④ 2．按酸碱质子理论，在水溶液中属于酸的物质是（）。 A、NaAc B、Na2CO3 C、NH4Cl D、NaCl 3．下列物质中，不属于共轭酸碱对的是（）。 A、NH4+—NH3 B、H3O+—H2O C、H2PO4-—PO43- D、HAc—Ac-4．室温下，某弱酸HB的K aθ=1.0×10-5。0.1 mol·L-1HB溶液的pH值是（）。 A、2 B、3 C、5 D、6 5．计算0.1mol·L-1Na2HPO4溶液[H+]的近似公式是（D ） A、C Ka 1B、' KaKa C、 2 1 Ka Ka D、 3 2 Ka Ka 6．向1L 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加入一些醋酸钠晶体，会使( )。 A、醋酸的离解常数增大 B、醋酸的离解常数减小 C、溶液的pH值增大 D、溶液的pH值减小 7．有关缓冲溶液的描述中错误的是（）。 A、缓冲溶液的缓冲能力与弱酸及其盐的浓度有关 B、缓冲溶液可由弱酸及其盐组成 C、缓冲溶液一定显碱性 D、缓冲溶液能保持溶液的pH值相对稳定 8．影响缓冲容量的因素有（） ①pKa ②总浓度③缓冲系的本性④组分浓度比 A、①②③ B、①③ C、②④ D、①②③④ 9．配制pH=9.25的缓冲溶液，应选用的试剂是（B ） A、HAc~NaOH （pKa=4.75） B、NH3·H2O~HCl （pK b=4.75） C、NaH2PO4~Na2HPO4（pKa2=7.21） D、H3PO4~NaOH（pKa1=2.12 pKa3=12.76）10．pKa=3.85缓冲溶液，当c总一定时，欲使它缓冲容量最大，其pH值应为（）A、3.00 B、2.85 C、4.85 D、3.85 11．按酸碱质子理论，在反应NH3 + H2O NH4+ + OH-中，属于酸的是（）。 A、H2O和NH3 B、H2O和NH4+ C、H2O D、NH4+ 二、填空题 1．按酸碱的质子理论，酸是，碱是，两性物质是，酸碱反应的实质是。 2．按酸碱质子论，Na2CO3在水溶液中属于。 3．H2PO4-的共轭碱是，共轭酸是。 4．联系弱电解质解离度，解离平衡常数与溶液浓度间的关系式是。5．相同温度下，AgCl在NaCl溶液中的溶解度（填大或小或等）于它在纯水中的溶解度，这种现象称为。 6．能保持溶液的pH值相对不变的溶液称为。 7．缓冲溶液pH值是由和决定，缓冲系缓冲范围是。 三、判断题 1．溶液的酸碱性取决于溶液中c（H+）和c（OH-）的相对大小。（）2．水的解离是吸热反应，温度升高， w K 减小。（）

软硬酸碱理论

软硬酸碱理论 软硬酸碱理论：将酸和碱根据性质的不同各分为软硬两类的理论。 the theory of hard and soft acids and bases 概念：体积小，正电荷数高，可极化性低的中心原子称作硬酸，体积大，正电荷数低，可极化性高的中心原子称作软酸。将电负性高，极化性低难被氧化的配位原子称为硬碱，反之为软碱[1]。 将酸和碱根据性质不同分为软硬两类的理论。1963年由R.G. 皮尔孙提出。1958 年S.阿尔兰德、J.查特和N.R.戴维斯根据某些配位原子易与Ag+、Hg2+、Pt2+ 配位；另一些则易与Al3+、Ti4+配位，将金属离子分为两类。a类金属离子包括碱金属、碱土金属Ti4+、Fe3+、Cr3+、H+；b 类金属离子包括Cu+、Ag+、Hg2+、Pt2+。皮尔孙在前人工作的基础上提出以软硬酸碱来区分金属离子和配位原子，硬酸包括a 类金属离子，硬碱包括 H2O、F-等；软酸包括b类金属离子，软碱包括H-、I-等；交界酸包括Fe2+、Cu2+等，交界碱包括NO2-,SO3 2-等。 皮尔孙提出的酸碱反应规律为：“硬酸优先与硬碱结合，软酸优先与软碱结合。”这虽然是一条经验规律，但应用颇广：①取代反应都倾向于形成硬 - 硬、软 - 软的化合物。②软-软、硬-硬化合物较为稳定，软 - 硬化合物不够稳定。③硬溶剂优先溶解硬溶质，软溶剂优先溶解软溶质，许多有机化合物不易溶于水，就是因为水是硬碱。④ 解释催化作用。有机反应中的弗里德-克雷夫茨反应以无水氯化铝(AlCl3)做催化剂，AlCl3是硬酸，与RCl中的硬碱Cl-结合而活化R+和AlCl4-都可起催化作用。 1 软硬酸碱理论简介 一、比较重要的几种酸碱理论概念: 1、电离论（水—离子论）:亦称阿仑尼乌斯酸碱理论。在水溶液中离解出的正离子全部三 H+的化合物为酸；在水溶液中离解出的负离子全部是OH-的化合物是碱。 2、酸碱质子论:凡能给出H+的分子或离子为酸，凡能接受H+的分子或离子为碱。酸碱关系式为:酸碱+H+ 3、酸碱电子论:由路易斯（Lewis G N）提出:凡能接受电子对的物质为酸批；凡能给出电子对的物质为碱。酸碱反应的实质是形成了配位键。 4、软硬酸碱理论是在Lewis酸碱电子对理论基础上提出的。该理论是根据金属离子对多种配体的亲和性不同，把金属离子分为两类。一类是“硬”的金属离子，称为硬酸；另一类是软的金属离子，称为软酸。硬的金属离子一般是半径小，电荷高。在与半径小，变形性小的阴离子（硬碱）相互作用时，又较大的亲和力，这是以库仑力为主的作用力。软的金属离子由于半径达，本身又较大的变形性，在与半径大，变形性大的阴离子（软碱）相互作用时，发生相互间的极化作用（*软酸软碱作用），这是一种以共价键力为主的相互作用力。 二、软硬酸碱的特征 1、硬酸:金属离子和其他Lewis酸的受体原子体积小，正电荷高，极化性低，对外层电子抓得紧。如:H+；Li+；Na+；K+；Be2+；Fe3+；Ti4+；Cr3+ 2、

第三章思考题习题答案(新)

思考题 1．根据酸碱质子理论，什么是酸？什么是碱？什么是两性物质？各举例说明。 答：酸碱质子理论认为：凡能给出质子（H＋）的物质都是酸；如HAc、HCl、NH4+凡能接受质子的物质都是碱。如，NH3、F-、CO3 2－，可以给出质子，又可以接受质子的物质称为两性物质。例如HCO3-、H2PO4-。 2．质子理论和电离理论的不同点主要是什么？ 答：质子理论和电离理论对酸碱的定义不同；电离理论只适用于水溶液，不适用于非水溶液，而质子理论适用于水溶液和非水溶液。 3．判断下面各对物质哪个是酸？哪个是碱？试按强弱顺序排列起来。 HAc , Ac－； NH3 , NH4+； HCN, CN－； HF, F-；H3PO4, CO3 2－ 答：酸：H3PO4 HF HAc HCN NH4+ 碱：CO3 2- NH3CN- Ac- F- 4．在下列各组酸碱物质中，哪些属于共轭酸碱对？ （1）H3PO4—Na2HPO4；（2）H2SO4-SO42-；（3）H2CO3-CO32-；（4）HAc-Ac- 答：属于共轭酸碱对是(4) HAc-Ac- 5．写出下列酸的共轭碱：H2PO4－，NH4+，HPO42-，HCO3-，H2O，苯酚。 答：HPO42-, NH3 , PO43- , CO32- , OH- , C6H5O- 6．写出下列碱的共轭酸：H2PO4-，HC2O4-，HPO42-，HCO3-，H2O，C2H5OH。 答：H3PO4，H2C2O4，H2PO4-，H2CO3，H3O+，C2H5OH2+ 7. HCl要比HAc强得多，在1mol·L－1HCl和1mol·L－1HAc溶液中，哪一个酸度较高？它们中和NaOH的能力哪一个较大？为什么？ 答：1mol·L-1HCl溶液的酸度大。由于HCl+NaOHNaCl+H2O HAc+NaOHNaAc+H2O 1mol·L-1HCl 和1mol·L-1HAc消耗的NaOH的量是一样的，所以1mol·L-1HCl和1mol·L-1HAc溶液中和NaOH 的能力一样大。 8．写出下列物质的质子条件： NH4CN；Na2CO3；(NH4)2HPO4；(NH4)3PO4；(NH4)2CO3；NH4HCO3 答：NH4CN [H+]+[HCN]=[NH3]+[OH-] Na2CO3 [HCO3-]+[H+]+2[H2CO3] =[OH-] (NH4)2HPO4 [H+]+[H2PO4-]+2[ H3PO4]=[NH3]+[PO43-]+[OH-] (NH4)3PO4 [H+]+2[H2PO4-]+3[ H3PO4]+[ HPO42-]=[NH3] +[OH-]

酸碱理论的发展

酸、碱理论的发展 人们对于酸、碱的认识是从它们所表现的性质开始的。早在公元前，人们就知道了醋的存在，并知道醋是有酸味的。在公元8世纪左右，阿拉伯的炼金术士制得过硫酸、硝酸。但在当时，人们除了知道它们具有酸味外，并不了解它们更多的性质。因此认为：凡具有酸味的物质都是酸。“酸”这个字在拉丁文中写作“acidus”，就是表示“酸味”的意思。 17世纪后期，随着生产和科学的发展，科学家开始注意比较系统地研究酸和碱的性质。他们发现，酸除了具有酸味外，还能使指示剂变色，能被某些金属置换出氢气；碱有涩味，也能使指示剂变色，并能与酸中和生成盐和水。但为什么不同的酸(或者不同的碱)都具有类似的性质呢?是不是它们的组成中都具有相同的成分呢?于是科学家们又从分析酸和碱的成分来进行研究。18世纪后期，法国的拉瓦锡提出酸是一种含氧的二元化合物，他认为氧是造成酸具有酸性的原因。这种观点曾流行了二十几年。到了19世纪初，科学家发现，有些酸(如盐酸)并不含有氧，但它们同样具有酸的性质。据此，英国的戴维(Davy)提出了“氢才是组成酸所不可缺少的元素”的观点。 到了19世纪后期，阿伦尼乌斯(Arrhenius)创立了电离理论后，又相继提出了多种关于酸、碱的理论。首先，阿伦尼乌斯从电解质在水溶液中电离的角度提出了水离子论。他认为凡能在水溶液中电离出氢离子的物质叫做酸，能电离出氢氧根离子的物质叫做碱，酸碱中和反应的实质就是H+和OH-结合生成水的过程。阿氏理论对于水溶液来说是适用的，但对非水溶液体系就不能解释，因此，这一理论有它的局限性。 针对阿氏理论的不足点，富兰克林(Franklin)在1905年提出了他的溶剂理论(简称溶剂论)。溶剂论的基础仍是阿氏的电离理论，只不过它从溶剂的电离为基准来论证物质的酸碱性。他认为：凡能电离产生溶剂阳离子的物质为酸，产生溶剂阴离子的物质为碱，酸碱中和反应就是溶剂的阳离子和阴离子结合形成溶剂分子的过程。例如，以液态氨为溶剂时，NH3的电离方程式为： 2NH3NH4+ + NH2- NH4Cl在氨溶液中能电离出NH4+，所以NH4Cl表现为酸；氨基钠(NaNH2)能电离出NH2-，所以NaNH2表现为碱。酸碱中和反应是： NaNH2 + NH4Cl=NaCl+2NH3 富兰克林把以水为溶剂的个别现象，推广到适用更多溶剂的一般情况，因此大大扩展了酸和碱的范围。但溶剂论对于一些不电离的溶剂以及无溶剂的酸碱体系，则无法说明。例如，苯不电离，NH3和HCl在苯中也不电离，但NH3和HCl在苯中同样可以反应生成NH4Cl。又如，NH3和HCl能在气相进行反应，同样也是溶剂论无法解释的。 为了克服离子论和溶剂论的局限性，1923年，丹麦的布朗斯台特(Bronsted)和英国的劳瑞(Lowry)各自独立地提出了新的酸碱理论──质子论。质子论认为：凡能放出质子(氢离子)的任何含氢原子的分子或离子都是酸，凡能与质子(氢离子)结合的分子或离子都是碱。例如，HCl、NH4+都能放出质子(H+)，所以它们都是酸。当HCl、NH4+放出质子后，剩余的Cl-、NH3又都能接受质子，因此它们都是碱。这种关系我们可用下式表示： 酸碱+质子(H+)