[小学教育]第二章 酸碱理论.ppt

第二章 酸碱理论和非水溶液 以上几种酸碱理论，各有其自己的适用范围，虽然总的说来这些定义所覆盖的面越来越广，但也并不是“大球抱小球”的关系，它们之间存在着不同程度的重叠和交叉。每个理论或定义，各自强调了某个方面，因而也就分别比较适合于化学中的某个特殊的领域。 阿累尼乌斯理论比较简单，适合于质子酸、氢氧离子碱以及水溶液中发生的反应，也使用于计算pH、电离度、缓冲溶液和溶解度等； 质子理论除了同样适合于上述各方面的应用外，还特别适合于非氢氧离子碱、非水溶剂中的酸碱反应以及涉及到一个质子从一个物种转移到另一个物种的化学反应； 溶剂理论适合于讨论非水溶剂中的反应及超酸体系； 电子论无论是无机或有机化学中都有广泛的应用，它适合于讨论含有或可以形成配位共价键的任何物种，也适用于置换反应以及任何其他类型的富电子和却电子物种之间的反应。 2 . Lewis酸碱强度的标度 　　根据酸碱反应焓变数据，Drago等人提出了Lewis酸碱强度的双参数标度：酸碱加合物的成键作用含离子键和共价键两部分的贡献，而键的共价性和离子性决定于酸和碱的各自特征，酸碱加合物的反应焓： 　　E-C方程 碱金属液氨溶液的颜色和溶解金属的种类无关，只和溶解金属的物质的量有关．其稀溶液（0.5molL-1）为蓝色，浓溶液(0.5molL-1)为青铜色． 碱金属液氨溶液是极好的电导体．浓溶液的电导接近于纯金属． 碱金属液氨溶液具有顺磁性． 碱金属液氨溶液具有极强的还原性 2.3.1软硬酸碱规则及其应用 硬亲硬, 软亲软, 软硬交界就不管. 1.比较化合物的稳定性 (1)处于高氧化态的元素（硬酸）可以通过硬碱(F-,OH-,O2-)结合而稳定：PtF62-,ClO4- 处于低氧化态的元素（软酸）可以通过软碱(CO,C2H4,C6H6)结合而稳定：Ni(CO)4 （2）不同金属离子和卤素离子配合物的稳定性随卤素原子量的增加,变化趋势不同。 （3）自然界矿物质的存在等，也可用软硬酸碱理论解释。Al2O3,CaF2,BaSO4,ZnS,Cu2S,HgS 2.判断化学反应的方向 反应向着生成硬-硬和软-软结合的产物的方向进行。 3.解释物质的溶解性 物质的溶解可以看作是溶剂和溶质之间的酸碱相互作用。H2O NH3 SO2 一般说来硬性溶剂能较好地溶解硬性溶质，软性溶剂能较好地溶解软性溶质。 4.说明类聚效应 当一种简单酸和碱形成酸碱加合物后，配位的碱的性质会影响酸的软硬度，从而影响酸与其他碱的键合能力。 一般说来，软碱极化率大，易于变形，当与酸结合后，由于被极化，电子对偏向于酸，使酸的软度增加，因而更倾向与于其它软碱结合，而硬碱与酸结合后，使酸的硬度增加，因而更倾向于与其它硬碱结合，这种软-软或硬-硬相聚的趋势，称为类聚效应。 [Co(NH3)5X]2+ F- I- [Co(CN)5X]3- 5.应用于催化体系 AlCl3硬酸 6.预测化学反应速度 通常生成硬-硬或软-软取代产物的反应速度比较快。 2.3.3酸碱的软硬度 Ahland的酸碱软硬度标度和Pearson定性分类的结论基本一致，只有H+,Fe3+和I-,CN-有些例外，按H+和Fe3+的?A值应该归入软酸或交界酸，但按它们的性质，却属于硬酸。 I-和CN-有几乎同样的值，但从它们的化学性质看， CN-的软度显然比I-大。 在应用酸碱的软硬度估计酸碱加合物稳定性时必须同时考虑酸碱强度的影响。否则会对酸碱反应的推动力得出错误的结论。 CHCl3·NH3+B(CH3)3·C6H6=CHCl3·C6H6+B(CH3)3·NH3 2.3.4软硬酸碱规则的理论解释 硬酸和硬碱的相互作用主要是静电的或离子的相互作用，阴、阳离子的体积越小，相互之间的静电能越大，形成的化合物就越稳定； 软酸和软碱的相互作用主要形成共价键，对于半径大，d电子多、极化力与变形性大的阳离子容易与那些半径大的阴离子相互作用，形成的化合物就越稳定。 Klopman 前线分子轨道理论的解释 碱是电子对给予体，它的反应性质主要决定于它的HOMO的能量，酸是电子对接受体，它的反应性质主要决定于它的LUMO的能量。 当两个轨道能量差较大时，则在酸和碱之间不易转移电子，产生一个电荷制约反应，酸碱加合物的键以电价键为主，这相应于硬酸和硬碱的相互作用。 若两个轨道能量接近时，则在酸和碱之间有显著的电子转移，产生一个轨道制约反应，酸碱加合物的键以共价键为主，这相应于软酸和软碱的相互作用。 此外，其它的成键作用也会对酸碱反应产生不同程度的影响。查特认为：低氧化态含d电子较多的软酸(Cu+, Ag+, Au+, Hg2+)与具有较低能量空的d轨道或?*反键空轨道的软碱之间形成