中级无机化学第一章酸碱理论与非水
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《中级无机化学》教辅材料余红霞主编湖南理工学院第一章酸碱理论与非水溶液化学本章学习重点本章内容为无机化学的基础知识,它是对基础无机化学中学过的酸碱知识的总结、扩展与提高,我们应较全面地掌握以下内容:1、掌握路易斯理论、溶剂体系理论的要点,结合具体实例了解相应物质之间的酸碱反应;2、掌握二元氢化物、无机含氧酸碱物质的酸碱强度变化规律,了解酸碱强度与分子结构之间的关系;3、掌握HSAB原理及其应用;4、了解超酸的概念及超酸的主要用途,主要非水溶剂以及一些常见物质在硫酸和液氨中的反应。
本章主要重点是近代酸碱理论中的路易斯理论和溶剂体系理论、HSAB原理及其应用。
本章学习难点本章的难点是酸碱强度与分子结构之间的关系、对溶剂体系理论的理解、溶剂的自电离式、物质在非水溶剂中的酸碱行为与酸碱反应。
疑难解答1-1简述溶剂体系理论的要点,有何优缺点?并以此分析在液态BrF3中,SbF5与KF的反应?答:溶剂体系理论认为,许多溶剂能发生自电离,生成特征阳离子和特征阴离子。
如:特征阳离子特征阴离子2H2O H3O+ + OH—2NH3NH4+ + NH2—2H2SO4H3SO4++ HSO4—2BrF3BrF2+ + BrF4—溶剂体系理论的要点是:凡在溶剂中产生(或通过反应生成)该溶剂的特征阳离子的溶质称作酸,而产生(或通过反应生成)该溶剂的特征阴离子的溶质称作碱。
溶剂体系理论的优点是将酸碱范围扩大到了非质子体系,缺点是只能适用于能发生自电离的溶剂体系中。
在液态BrF3中,BrF3作为溶剂发生自电离:2BrF3BrF2++ BrF4—SbF5和KF分别按下式跟BrF3反应:SbF5+ BrF3→BrF2++ SbF6—酸KF + BrF3 →K+ + BrF4—碱BrF2+ + BrF4—2BrF3净反应:SbF5+ KF→K SbF61-2为何在液态SO2中,Cs2SO3可用来滴定SOCl2?答:在液态SO2中,SO2按下式子电离:2SO2 SO2++SO32—在液态SO2中,Cs2SO3是碱,SOCl2是酸,因为SOCl2和Cs2SO3在SO2中分别按下式解离:SOCl2 SO2++2Cl—酸Cs2SO3 2Cs++ SO32—碱SO2++ SO32—2SO2净反应:SOCl2+ Cs2SO3→2 Cs Cl+2SO2所以,在液态SO2中,Cs2SO3可用来滴定SOCl2。
第一章酸碱理论与非水溶液化学>>学习单元1 酸碱概念1、NH4+的共轭碱是(B)。
(A) OH-(B) NH3(C)NH2-(D) NH2-提示:由质子理论定义: NH4+(酸)H++NH3(碱),故选B。
2、在反应BF3+ NH3F3BNH3中,BF3为(D)。
(A) Arrhenius碱(B) Br nsted酸(C) Lewis碱(D) Lewis 酸提示:B具有缺电子性,可以接受孤对电子,故为Lewis酸。
3、根据酸碱的溶剂理论,在液态 SO2体系中的碱是( B )。
(A) SOCl2(B) Na2SO3(C) Na2SO4(D) PCl3提示:2SO2SO2+SO32-,能生成溶剂阴离子的是Na2SO3,故选B。
为什么Fe3+与F-形成的配合物的稳定性大于Fe3+与Cl-形成的配合物的稳定性?酸碱定义:电负性较小的路易斯碱称为软碱;与软碱形成稳定配合物的路易斯酸为软酸。
电负性较大的路易斯碱称为硬碱硬”对应的是小的、高氧化态的粒子,这些粒子都很难被极化。
相反,“软”是指大的,低氧化态的粒子,很容易被极化。
软-软和硬-硬之间的酸碱反应最为稳定。
这个理论在有机化学和无;与硬碱形成稳定配合物的路易斯酸为硬酸。
硬”对应的是小的、高氧化态的粒子,这些粒子硬”对应的是小的、高氧化态的粒子,这些粒子都很难被极化。
相反,“软”是指大的,低氧化态的粒子,很容易被极化。
软-软和硬-硬之间的酸碱反应最为稳定。
这个理论在有机化学和无都很难被极化。
相反,“软”是指大的,低氧化态的粒子,很容易被极化。
软-软和硬-硬之间的酸碱反应最为稳定。
这个理论在有机化学和无机化学均有应用。
酸碱反应实质:硬酸倾向于与硬碱反应(硬亲硬),软酸倾向于软碱反应(软亲软)。
Fe3++6F–=[FeF6]3-(硬-硬)Hg2++4I-=[HgI4]2-(软-软)Fe4++4:Cl–=[FeCl4]–(硬-软),故[FeCl4]–不稳定第一章酸碱理论与非水溶液化学>>学习单元2 酸碱强度一、填空题1、判断相对Lewis碱性(1)(H3Si)2O和(H3C)2O;(2)(H3Si)3N和(H3C)3N ;其中较强的是(1)__(H3C)2O __,(2)__(H3C)3N___。
第一章酸碱理论与非水溶液化学1.酸碱概念水-离子理论:在水溶液中产生氢离子(H+)的物质为酸,在水溶液中产生氢氧离子(OH-)的物质为碱。
酸碱中和反应就是H+和OH-结合生成水分子的反应。
质子理论:能释放质子的物种为酸,能结合质子的物种为碱。
彼此只相差一个质子的酸和碱称为共轭酸碱对。
酸碱中和反应就是两个共轭酸碱对之间的质子传递过程。
溶剂体系理论:在溶剂中产生(或通过反应生成)该溶剂的特征阳离子的溶质为酸,在溶剂中产生(或通过反应生成)该溶剂的特征阴离子的溶质为碱。
路易斯酸碱理论(电子理论):能接受电子对的物种为酸,能提供电子对的物种为碱。
酸碱反应是碱提供的电子对与酸生成配位键的反应。
路易斯酸的主要类型为:含有可用于成键的价轨道的金属阳离子、含有价壳层未充满的原子的化合物、具有极性双键的分子、含有价壳层可扩展的原子的化合物。
路易斯碱的主要类型为:阴离子、具有孤对电子的中性分子、含有碳一碳双键和三键的分子。
氧负离子理论:酸为氧负离子O2-接受体,碱为氧负离子O2-给予体,二者存在共轭关系。
酸性氧化物与碱性氧化物的反应即酸碱反应。
2.酸碱强度(1)HX酸H—X键的极性越大,H+越易解离;H—X键越弱,H+越易解离;酸根X-越稳定,其结合H+重新生成共轭酸的趋势越小,酸的强度就越大。
(2)二元氢化物气态二元氢化物酸强度的变化规律:同一族从上到下酸强度逐渐增大;同一周期从左到右酸强度缓慢增大。
二元氢化物在水溶液中酸强度的变化规律:同一族从上到下酸性增强;同一周期从左到右酸性显著增强。
只有ⅥA和ⅦA族元素的氢化物在水溶液中才表现出有实际意义的酸性。
(3)含氧酸无机含氧酸(碱)ROH的酸强度由R的特性决定。
R代表非金属原子或多原子取代基。
R氧化态相同时,因为同族元素的电负性从上到下减弱,所以酸强度从上到下减小,碱强度从上到下增大。
R氧化态不同时,含有非羟基氧原子的酸以通式RO m(OH)n表示。
Pauling提出酸强度规则:pK a1=7—5m。
第一章酸碱理论与非水溶液化学本章学习重点本章内容为无机化学的基础知识,它是对基础无机化学中学过的酸碱知识的总结、扩展与提高,我们应较全面地掌握以下内容:1、掌握路易斯理论、溶剂体系理论的要点,结合具体实例了解相应物质之间的酸碱反应;2、掌握二元氢化物、无机含氧酸碱物质的酸碱强度变化规律,了解酸碱强度与分子结构之间的关系;3、掌握HSAB原理及其应用;4、了解超酸的概念及超酸的主要用途,主要非水溶剂以及一些常见物质在硫酸和液氨中的反应。
本章主要重点是近代酸碱理论中的路易斯理论和溶剂体系理论、HSAB原理及其应用。
本章学习难点本章的难点是酸碱强度与分子结构之间的关系、对溶剂体系理论的理解、溶剂的自电离式、物质在非水溶剂中的酸碱行为与酸碱反应。
疑难解答1-1简述溶剂体系理论的要点,有何优缺点?并以此分析在液态BrF3中,SbF5与KF的反应?答:溶剂体系理论认为,许多溶剂能发生自电离,生成特征阳离子和特征阴离子。
如:特征阳离子特征阴离子2H2O H3O+ + OH—2NH3NH4+ + NH2—2H2SO4H3SO4++ HSO4—2BrF3BrF2+ + BrF4—溶剂体系理论的要点是:凡在溶剂中产生(或通过反应生成)该溶剂的特征阳离子的溶质称作酸,而产生(或通过反应生成)该溶剂的特征阴离子的溶质称作碱。
剂体系理论的优点是将酸碱范围扩大到了非质子体系,缺点是只能适用于能发生自电离的溶剂体系中。
在液态BrF3中,BrF3作为溶剂发生自电离:2BrF3BrF2++ BrF4—SbF5和KF分别按下式跟BrF3反应:SbF5+ BrF3→BrF2++ SbF6—酸KF + BrF3 →K+ + BrF4—碱BrF2+ + BrF4—2BrF3净反应:SbF5+ KF→K SbF61-2为何在液态SO2中,Cs2SO3可用来滴定SOCl2?答:在液态SO2中,SO2按下式子电离:2SO2 SO2++SO32—在液态SO2中,Cs2SO3是碱,SOCl2是酸,因为SOCl2和Cs2SO3在SO2中分别按下式解离:SOCl2 SO2++2Cl—酸Cs2SO3 2Cs++ SO32—碱SO2++ SO32—2SO2净反应:SOCl2+ Cs2SO3→2 Cs Cl+2SO2所以,在液态SO2中,Cs2SO3可用来滴定SOCl2。