第二章酸碱理论

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。
第一列 Fe3+ Cu2+ H+ BF3 AlCl3 SiF4 CO2 I2 + + + + + + + +
第二列 6H2O 4 NH3 H2O NH3 Cl– 2 F– OH– (CH3)2CO 路易斯碱
第三列 [Fe(OH2)6]3+ [Cu(NH3)4]2+ H3O+ F3BNH3 [AlCl4]– [SiF6]2–
•优点：首次科学定义，简单明了, • 提供一个酸碱强度的定量标度 通过测量H＋浓度，并采用Ka、Kb和pKa、pKb进行定量计算。 •缺点：只限于水溶液 ，又把碱只限于氢氧化物 • 无法解释 •A、非水溶液或不含氢（SO2、CO2、SnCl4)和羟离子成 分(F- 、 CO32- 、K2O 、NH3，有机胺)的物质也表现出酸 碱性的事实． • B、无水（气相）酸碱反应．(BaO+SO3 ，NH3+HCl)
•a． 水合酸（Aqua acid） •b． 羟合酸（Hydroxoacid） •c． 氧合酸（Oxoacid）
•脱质子 •脱质子 •脱质子
•H2O－E－OH2－
→ HO－E－OH －
→ HO—E=O
• 水合酸
羟合酸
氧合酸
含氧酸的酸性（二元氢化物的取代产物）
• ① HARn
•
A原子的电荷，由R的电负性决定.R电负 性越大，A带正电荷越高，键离解越易，酸性越强。 ② 阴离子负电荷离域化越高，放热越多，酸性越强。
•优点：包括了涉及任意数目的电子转移反应， 比前面四种定义具有更广泛的含义。更适用于 氧-还反应。

• 2.2.2 非水质子溶剂
•常见的有：酸性质子溶剂 碱性质子溶剂 类水两性溶剂 1、酸性(非水)质子溶剂 • 如 H2SO4、HF、HOAc、 HCOOH • ① H2SO4 (自电离) 2H2SO4 → H3SO4＋ ＋ HSO4－ Kθ＝3×10－4 (溶剂的特征阳离子) (溶剂的特征阴离子) • H2SO4易给出质子，是酸性很强的质子溶剂。 • 按照质子转移机理： B(碱)＋HB(质子溶剂) → HB＋ ＋ B－ (溶剂的特征阴离子) • 一种物种(如B)能使溶剂失去质子成为特征溶剂阴离子, 这样的 物种无容置疑一定是碱。
③ 醋酸 2HOAc H2OAc＋ ＋ OAc－ Kθ ＝10－14 (溶剂特征阳离子) (溶剂特征阴离子) • 在水中为弱碱的物质在HOAc中都显示强碱性： B(碱)＋CH3COOH → BH＋＋CH3CO2－(溶剂特征阴离子)
Svante August Arrhenius 瑞典化学家
能电离出H+的物质为酸，能电离出OH-的物质 为碱 ——酸碱电离理论
★ 酸碱的质子理论（共轭酸碱理论）
1923年，
J.N.Bronsted( Danish chemist) T.M.Lowry ( British chemist) ——酸碱质子理论
第一节 酸碱概念
结 束
第二节 非水溶剂化学
（1）非水质子溶剂 （2）非质子溶剂
2.2 非水溶剂化学
• 2.2.1 水、水合焓 • 水是最常用的溶剂。为偶极分子，介电常数很大，任意离子 溶于水时，与水分子偶极的静电作用而形成水合离子 M＋(g) ＋ H2O(l) → M＋(aq) X－(g) ＋ H2O(l) → X－(aq) • 这个过程叫离子的溶剂化。对溶剂水就是水化，过程中的能量 变化称为水合焓。 • 水合焓定义为：在 100kPa 下， 1mol 气态离子溶于水，离子水 合生成水合离子的能量变化。 • 水合焓可由理论计算得到，但更多的是通过Born-Haber循环得 到，以HX(g) 溶于水为例： HX(g)＋ H2O(l) → H＋(aq) ＋X－ (aq) △solHm

常见的酸和碱
柠檬酸
氢氧化钠
柠檬酸是一种常见的有机酸，广 泛用于食品、饮料和清洁产品中。
氢氧化钠是一种强碱，常用于肥 皂制备、清洗和实验室应用。
乙酸
乙酸是一种常见的酸，常用于食 醋、制药和化妆品。
酸碱指示剂
酸碱指示剂是什么？
酸碱指示剂是一种能够根据溶 液的酸碱性质而改变颜色的化 学物质。
常见的酸碱指示剂
• 酚酞：红色酸性溶液变 为无色碱性溶液
• 甲基橙：红色酸性溶液 变为黄色碱性溶液
• 溴酚蓝：黄色酸性溶液 变为蓝色碱性溶液
应用
酸碱指示剂常用于酸碱滴定、 理化实验和环境监测等领域， 在化学教学中起到了重要的作 用。
酸度和碱度的测定方法
1 酸度的测定方法
常见的酸度测定方法包括pH计、酸碱滴定和指示剂等。
酸碱反应在日常生活中有着广泛的应用，如制作肥皂、饮食调理、清洁剂制 备以及实验室分析等方面。
2 碱度的测定方法
常见的碱度测定方法包括pOH计、酸碱滴定和指示剂等。
3 实例
一种常见的测定方法是使用酸碱滴定法来测定食品中醋的酸度。
Байду номын сангаас
强酸和强碱
强酸是指酸性溶液中能够完全生成氢离子（H+）的酸，例如硫酸和盐酸。强 碱是指碱性溶液中能够完全生成氢氧根离子（OH-）的碱，例如氢氧化钠和氢 氧化钙。
酸碱反应的应用
中和反应
酸和碱反应生成盐和水的化学反应称为酸碱中和反应。其反应方程式通常为： 酸+碱→盐+水
2
中和反应的特点
中和反应是一个放热反应，反应产生的盐可以是晶体或溶解于水中。这种反应还 具有酸度和碱度的测定、酸碱滴定等实际应用。
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例: OH- 、C6H5-吸电子基团
③ 阴离子路易斯碱 例： 负电荷越大,半径越小,碱性越强。 N3- ＞ O2- ＞ F Ｆ- ＞ Cl - ＞Br - ＞ I - ;
硬软酸碱理论[HSAB]
表1-6 卤素离子配合物的稳定常数(lgK1)
中心离子 FCl Br I-
Fe3+ Ｈ＋ Zn2+ Pb2+ Ag+ Hg2+
之间引力大, 以离子键键合
② s-s匹配的加合物, 主要由共价键键合。 软酸: V大 , 易极化变形
主要形成共价键
软碱: V大 , 易极化变形
③h-s间二者并不匹配, 成键倾向很不稳定。
2、 前线分子轨道理论的解释
金属(酸)
LUMO
↑↓ 配体(碱) HOMO ↑↓ 分子轨道
金属(酸)
LUMO
↑↓ 配体(碱)
3
2
1
0
酸性
定量计算（1）鲍林规则：A.多元含氧酸逐级电离常数 Ka1:Ka2:Ka3=1:10-5:10-10 B. Ka1的大小与化学式ROm(OH)n中的m有关。 m ＝0 Pka＝7－11 极弱 HClO m ＝1 Pka＝2－4 弱酸 HClO2 当n一定 m ＝2 Pka＝－1－3 强酸 HClO3 m ＝3 Pka＝－8 很强 HClO4 C.当mn皆相同时，酸强度随中心原子电负性 而增大
B类配体 : 偏爱于跟B类金属阳离子 成键 的配体(I -、H-、R -、CN -、SCN -等) ① A类金属离子形成配合物的稳定趋势: N ＞ P＞As＞Sb O＞ S ＞ Se ＞Te， F＞Cl ＞Br ＞I ② B类金属离子形成配合物的稳定趋势: N ＜ P＜As ＜Sb O ＜S ＜ Se＜Te， F ＜Cl ＜Br ＜I