Lewis酸碱理论

合集下载

有机化学酸碱理论

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;AlCl3BF3 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。

路易斯酸

路易斯酸

属于路易斯酸,但实际上路易斯酸这个名词多指那些不属于布朗斯特-劳里酸的路易斯酸。

路易斯酸的化学反应活性可以用软硬酸碱理论来判断。

科学家仍没有知道路易斯酸“强度”的通用定义,这是因为路易斯酸的强度与其特有的路易斯碱的反应特性有关。

一个模型曾以气态路易斯酸对氟离子的亲合能来预测路易斯酸的强度,从而得出在常见可分离出的路易斯酸中,以SbF5(五氟化锑)的路易斯酸酸性最强。

氟离子是“硬”的路易斯碱,氯离子及一些较“软”的路易斯碱,以及溶液中的路易斯酸性,都受到计算复杂的限制而较难研究。

酸根型配合物酸根型配合物(Ate complex)是指路易斯酸与特定的碱生成的中心原子价升高的盐。

英文有机化学命名法中,ate这个字是一个后辍,用在被描述的原子上。

例如,硼化合物的酸根型配合物被叫作borate硼酸盐。

因此,三甲基硼烷可和甲基锂反应生成酸根型配合物Me4B-Li+。

这个概念是由格奥尔格·维蒂希在1958年引入的。

相似地,路易斯碱可以生成鎓盐。

氯化铝是一种较强的路易斯酸,可以接受来自羟基、羰基等基团的孤对电子的配位,起酸催化作用,例如傅克反应、醇的分子内脱水等氯化铝氯化铝(aluminium chloride),化学式AlCl3,式量133.34,无色透明晶体或白色而微带浅黄色的结晶性粉末。

密度2.44g/cm³,熔点190℃(2.5大气压),沸点182.7℃,在177.8℃升华,氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时,都以共价的二聚分子Al2Cl6形式存在。

可溶于许多有机溶剂。

在空气中极易吸收水分并部分水解放出氯化氢而形成酸雾。

易溶于水并强烈水解,水溶液呈酸性。

溶于水,并生成六水物AlCl3·6H2O,密度2.398克/厘米3。

也溶于乙醇和乙醚,同时放出大量的热。

100℃时分解。

物质简介中文名称:氯化铝中文发音:lǜ huà lǚ英文别名:Aluminum chloride crystal,Aluminum chloride hexahydrate,Aluminum trichloride crystal化学式:AlCl3氯化铝(二聚体)的结构(也写做Al2Cl6)相对分子质量:133.34CAS登记号:7446-70-0管制信息:无水氯化铝,本品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管性状:白色或微带浅黄色的结晶或粉末。

酸碱理论—基础有机化学习题详解1

酸碱理论—基础有机化学习题详解1

酸碱理论—基础有机化学习题详解1知识点:1 路易斯(Lewis)酸碱理论路易斯(Lewis)酸碱理论是1923年美国化学家吉尔伯特·路易斯提出的一种酸碱理论。

该理论认为:凡是可以接受外来电子对的分子、基团或离子为酸(路易斯酸);凡可以提供电子对的分子、基团或离子为碱(路易斯碱)。

2 有机物酸碱性的判断依据(1) 有机物碱性的判断依据:(a) 对于中性有机物,其碱性强弱与分子的给电子能力(或中心原子电子云密度)成正比。

(b) 对于有机负离子,其碱性强弱与其负离子稳定性(或与对应的共轭酸的酸性)成反比。

(2) 有机物酸性的判断依据:(a) 对于中性有机物,其酸性强弱与其离去质子后形成的负离子的稳定性(或离去质子能力)成正比。

(b) 对于有机正离子,其酸性强弱与其正离子的稳定性(或与对应的共轭碱的碱性)成反比。

(3) 吸电子电子效应能降低中心原子的电荷密度,则有机物酸性增强,碱性减弱;反之给电子电子效应会使有机物酸性减弱,碱性增强。

酸性: CH3COOH <CH2BrCOOH < CH2ClCOOH < CCl3COOH 酸性: 环己醇 < 对甲基苯酚 <苯酚 < 对硝基苯酚(共轭效应远大于诱导效应)酸性: 对甲基苯酚 < 间甲基苯酚 < 苯酚(供电基会降低酸性,且对位取代基的诱导效应较大)利用共振理论(参见:共振论与共振结构—有机反应机理系列3),可以很好的解释不同位置甲基取代苯酚的酸性差异。

基于上述共振结构,我们可以发现,只有甲基取代在苯环的对位和邻位的时候,负电荷才能出现在甲基取代碳的位置,因此当甲基在苯环邻对位时,其可以更多的参与氧负离子的稳定,所以酸性更弱。

酸性:(与共轭碱碱性成反比)碱性: 对硝基苯胺 < 苯胺 < 环己胺碱性:CH3O- < CH2=CH-乙烯负离子 < CH3-甲基负离子(与负离子的稳定性成反比)碱性:吡咯 < 吡啶(吡咯N上的孤对电子参与共轭,而吡啶的孤对电子不参与)(4) 质子本身很小,在质子的转移过程中很少发生直接的立体位阻,但分子中的立体位阻会通过影响共轭效应,间接地影响酸碱的强度。

酸碱理论

酸碱理论

F- > OH- > NH2- > CH3SO42- > SO32- > S2-
Lewis Acid 的硬度:
Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+
C6H5+ > (CH3)3C+ > (CH3)2CH+ > C2H5+ > CH3+
Ni(IV) > Ni(II) > Ni(0) RSO2+ > RS+ H+ 是极硬的酸,而H-是软的碱 :CH2 是软的碱 R.是软的酸或软的碱 烯是软的碱
R
Cl 硬 N S
CN CNSCN OEt EtO N S

取代与消除反应的选择性
PhSClCH2CH2Cl ROEtO(CH3)2CHBr (CH3)2CHCH(CO2Et)2 -CH(CO2Et)2 CH2=CHCl PhSCH2CH2SPh
MeCH=CH2
EtO-与(EtO2C)2CH-对质子的碱性基本相同,离去基 越硬,越易取代;越软,越易消除。
二价硫化物与相应的氧化物相比是更软的元素,它们的反应 也常常大不相同。
O R R S R R S R R R'NH2 R'NH2 R'NHCH2CR2OH
容易进行,快速
非常难进行,但用一个软的 Lewis 酸Ag+与之配位,减弱 C-S键,反应很容易进行。
Ag R NH S R R
R'NH2
R'NHCH2CR2SH
A + :B
K
A:B
logK = SA . SB + A . B

路易斯酸

路易斯酸

属于路易斯酸,但实际上路易斯酸这个名词多指那些不属于布朗斯特-劳里酸的路易斯酸。

路易斯酸的化学反应活性可以用软硬酸碱理论来判断。

科学家仍没有知道路易斯酸“强度”的通用定义,这是因为路易斯酸的强度与其特有的路易斯碱的反应特性有关。

一个模型曾以气态路易斯酸对氟离子的亲合能来预测路易斯酸的强度,从而得出在常见可分离出的路易斯酸中,以SbF5(五氟化锑)的路易斯酸酸性最强。

氟离子是“硬”的路易斯碱,氯离子及一些较“软”的路易斯碱,以及溶液中的路易斯酸性,都受到计算复杂的限制而较难研究。

酸根型配合物酸根型配合物(Ate complex)是指路易斯酸与特定的碱生成的中心原子价升高的盐。

英文有机化学命名法中,ate这个字是一个后辍,用在被描述的原子上。

例如,硼化合物的酸根型配合物被叫作borate硼酸盐。

因此,三甲基硼烷可和甲基锂反应生成酸根型配合物Me4B-Li+。

这个概念是由格奥尔格·维蒂希在1958年引入的。

相似地,路易斯碱可以生成鎓盐。

氯化铝是一种较强的路易斯酸,可以接受来自羟基、羰基等基团的孤对电子的配位,起酸催化作用,例如傅克反应、醇的分子内脱水等氯化铝氯化铝(aluminium chloride),化学式AlCl3,式量133.34,无色透明晶体或白色而微带浅黄色的结晶性粉末。

密度2.44g/cm³,熔点190℃(2.5大气压),沸点182.7℃,在177.8℃升华,氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时,都以共价的二聚分子Al2Cl6形式存在。

可溶于许多有机溶剂。

在空气中极易吸收水分并部分水解放出氯化氢而形成酸雾。

易溶于水并强烈水解,水溶液呈酸性。

溶于水,并生成六水物AlCl3·6H2O,密度2.398克/厘米3。

也溶于乙醇和乙醚,同时放出大量的热。

100℃时分解。

物质简介中文名称:氯化铝中文发音:lǜ huà lǚ英文别名:Aluminum chloride crystal,Aluminum chloride hexahydrate,Aluminum trichloride crystal化学式:AlCl3氯化铝(二聚体)的结构(也写做Al2Cl6)相对分子质量:133.34CAS登记号:7446-70-0管制信息:无水氯化铝,本品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管性状:白色或微带浅黄色的结晶或粉末。

路易斯酸碱理论及化学反应速率

路易斯酸碱理论及化学反应速率
概率、活化络合物分解成产物的速率均将影响化学反应的速率。 反应物 反应物 过度态的络合物 产物 过度态的络合物 产物 总反应 基元反应 基元反应
化学反应的反应进程 NO2 + CO
O N O + C O
NO + CO2
O N O C O
E
E活
O
N

O

C
O
Ea
E反
NO2 + CO
E产 O
NO + CO2
Ni + 4CO = Ni(CO)4 CO2 + 2H2O = HCO3- + H30+ Ag(NH3)2+ + 2S2O32- = Ag(S2O3)23- + 2NH3 H2O + HF + BF3 = H3O+ + BF4-
CaSO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + CaCO3
路易斯酸酸碱的软硬酸碱理论
则该反应为5/2 级反应。对 CO 是 1 级, 对 Cl2 是 3/2级。
温度对化学反应速率的影响
碰撞理论:一组碰撞的反应物分子的能量,必须满足一定的 能量要求、具备一个最低的数值——活化能Ea。 阿伦利乌斯公式: 速率常数k与温度的关系
k = A e- RT
Ea
lg k =-
Ea
2.303 RT
求: 1,反应级数和反应速率常数
2,多少秒后一半的O3转变为O2?
化学反应的反应进程
过度态理论:反应并不是由简单的碰撞来完成的。分子发生碰 撞首先形成一种过度态的络合物,形成的过度态络合物既可能 形成新的化学键生成产物,也可能逆向转化为反应物。 过度态理论认为:活化络合物的浓度、活化络合物分解成产物的

Lewis酸碱理论

Lewis酸碱理论

Lewis酸碱理论理论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、离子或原子团为碱。

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。

电子酸碱该理论认为: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),即电子对接受体,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),即电子对给予体,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,离子或原子团;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,离子或原子团;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。

高中化学竞赛 中级无机化学 路易斯酸碱与硬软酸碱原理 硬软酸碱理论(HSAB)

高中化学竞赛 中级无机化学 路易斯酸碱与硬软酸碱原理 硬软酸碱理论(HSAB)

sp3d2
可利用外层空d 轨道
路易斯碱: ①阴离子,X-、OH- 、CN -等
②具有孤对电子的中性分子

:NH3、H2O:、 :CO、CH3OH
③含键的物种
C=C、 、 ……
酸碱反应:
酸碱反应: A + : B A : B
酸 碱 酸碱加合物
配位键 实质是电子对的转移。
BF3
+ : NH3 F3B : NH3
② 判断溶解度大小
LiF在水中是难溶解的,而其余LiX在水中的溶解度较大,且随 着卤离子的半径增大而增大,与此相比,AgX却有相反的性质, 对上述现象,请给出合理的解释。 F-为硬碱 水 Ag+为软酸 I-为软碱
Li+为硬酸
② 键合异构现象
1/2 Au+ 1/6 Fe3+
[AuI (SCN)2] -
Li+为硬酸
③键合异构现象
1/2 Au+ 1/6 Fe3+
[AuI (SCN)2] -
SCN-
[FeIII(NCS)6]3-
④自然现象 Mg2+、Al3+、Ca2+等 多以氧化物、氟化物等形式存在。
Zn2+、Hg2+、Ag+等
以硫化物如ZnS、HgS、Ag2S等形式存在。
⑤科研问题
Chen, L.; Liu, Y.; Hou, G.; Song, H.; Zi, G. Inorg. Chem. Commun. 2013, 29, 141-144.
1. 软硬酸碱
软硬 酸碱
软酸 软碱 交界酸 交界碱 硬酸 硬碱 Lewis酸
理论
半径小、正电荷高

路易斯酸碱理论

路易斯酸碱理论
equilibrium
1.4 酸碱性强弱与分子结构的关系 Relation betwend the acidity
1.1 定义 酸: 反应中能给出质子的分子或离子,
即质子给予体 碱: 反应中能接受质子的分子或离子,
即质子接受体
Brfnsted J N 丹麦物理化学家
布朗斯特酸碱反应可写为如下通式:
HB + B’
B + HB’
显然, 布朗斯特酸碱反应是碱B与碱B’争夺质子的
反应, 碱的强弱影响着酸的强度。
HB(aq) + H2O(l)
Bθ(aq) + H3O+(aq)
该反应的标准平衡常数
K
θ a
叫酸性常数(Acidity
constant), 也叫酸的电离常数(Acid ionization constant):
2 路易斯酸碱 The Lewis acid-base model
阿仑尼乌斯“电离说”
Arrhenius acid-base concept
★ 酸指在水中电离出的阳离子全部为H H2SO4 = HSO4 + H+
★ 碱指在水中电离出的阴离子全部为OHNaOH = Na+ + OH-
★ 中和反应的实质 H+ + OH- = H2O ★ 水溶液中电解质部分电离
H+
N 4 (a H H q 2 O ( l ) ) H 3 O (a N q 3 () a H q
H+
[ ] [ ] = = C 2 O u 4 2 +( + )H H 2 OH (3 O l+ ( )a + C q) u 2 O ( 3 + ( O ) aq H

lewis酸碱协同催化

lewis酸碱协同催化

lewis酸碱协同催化Lewis酸碱协同催化是一种重要的催化反应体系,其在有机合成中具有广泛的应用。

本文将从Lewis酸碱的定义、协同催化的原理以及应用实例等方面进行阐述。

一、Lewis酸碱的定义Lewis酸是指能够接受电子对的化合物或离子,它具有空轨道或空位能够容纳电子对。

常见的Lewis酸包括金属离子、铝烷、硼烷等。

而Lewis碱则是指能够提供电子对的化合物或离子,它具有孤对电子或共轭π电子体系。

常见的Lewis碱包括醇、胺、腈等。

二、Lewis酸碱协同催化的原理在有机合成中,许多反应需要通过酸碱催化才能实现。

传统的酸碱催化往往需要较强的酸或碱作为催化剂,但这些催化剂往往具有剧毒、难回收等缺点。

而Lewis酸碱协同催化则是通过将一个Lewis 酸和一个Lewis碱结合在一起,形成一个催化剂对反应进行协同催化。

Lewis酸碱协同催化的原理可以解释为:Lewis酸具有较强的电子亲和力,可以吸引Lewis碱中的孤对电子,形成酸碱配对。

这种配对使得反应底物与催化剂发生作用,形成中间体,从而改变反应的活性和选择性。

Lewis酸碱协同催化可以提供更多的反应通道,加速反应速率,提高反应的产率和选择性。

三、Lewis酸碱协同催化的应用实例1. Lewis酸碱协同催化在有机合成中的应用:(1)芳香化反应:芳香化反应是有机合成中的一类重要反应,传统的芳香化反应需要使用强酸催化剂,如氢氟酸。

而通过Lewis酸碱协同催化可以实现对底物的选择性芳香化反应。

(2)羰基化反应:羰基化反应是将羰基化合物转化为醇或胺的反应。

传统的羰基化反应需要使用钯或铂等贵金属催化剂,而Lewis酸碱协同催化可以使用相对便宜的催化剂,如铝烷和硼烷。

(3)加成反应:加成反应是将两个或多个底物加成在一起形成新的化合物的反应。

传统的加成反应需要使用强酸或碱催化剂,如硫酸或氢氧化钠。

而通过Lewis酸碱协同催化可以实现对底物的选择性加成反应。

2. Lewis酸碱协同催化在环境保护中的应用:(1)废水处理:传统的废水处理往往需要使用昂贵的催化剂或高能耗的工艺。

Lewis酸碱理论

Lewis酸碱理论

Lewis酸碱理论理论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、离子或原子团为碱。

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。

电子酸碱该理论认为: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),即电子对接受体,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),即电子对给予体,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,离子或原子团;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,离子或原子团;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。

第二章 酸碱理论

第二章 酸碱理论

•酸碱软硬标度的建立
• 5、G.Klopman标度 • 酸碱软硬度可以由前沿轨道能量和去溶剂化能 量之差表示。 • En值表示酸的最低空轨道能级愈高,愈不易 接受电子,愈硬;反之为软酸。 • Em值表示碱的最高占有轨道能级愈低,愈难 登上酸的空轨道,愈硬;反之为软碱。
第一节 酸碱概念
结 束
第二节 非水溶剂化学
• 1、酸性(非水)质子溶剂
② 液态HF 3HF H2F+ + HF2- Kθ=2×10-12 (溶剂特征阳离子) (溶剂特征阴离子) • 不能写成 2HF H2F++F-, 因为F-易与HF生成氢键而缔合 • H2O和HNO3在HF中也表现为碱性: H2O+2HF H3O++HF2- (溶剂特征阴离子)
软硬酸碱(HSAB)理论的应用
(4)判断判断化学反应的方向
软-硬 硬-软 硬-硬 软-软 HgF2 + BeI2 = BeF2 + HgI2 ZnF2 + 2LiI = LiF + ZnI2
• •
(5)预测化学反应的速度
•酸碱软硬标度的建立
1、提出了两个参比标准来鉴别碱的软硬性质 易与H+结合或生成物稳定性高的为硬碱,易与CH3Hg+结合 者为软碱。但由于标准不一而难以服人。 2、提出以离子势做纵坐标,电负性做横坐标作图得一直线,硬 与软酸分布在直线两侧。得酸分界线方程
•酸碱软硬标度的建立
4、Parr将密度函数理论应用于化学 以化学物种基态电子总能量(负值)E对电子数N作 图,曲线的斜率等于电子的化学势μ。
E N v
• μ 是电子逃逸趋势的量度。 • 反应: A + :B = A:B • 电子由B流向A,形成配键。只有当μB > μA时,反应 才能发生;反应进行中,μA渐增,μB渐减,直至相等 为止。

(修订)酸碱质子理论 勒夏特列原理

(修订)酸碱质子理论 勒夏特列原理

酸碱质子理论酸碱质子理酸碱质子理论(布朗斯特-劳里酸碱理论)是丹麦化学家布朗斯特和英国化学家汤马士·马丁·劳里于1923年各自独立提出的一种酸碱理论12。

该理论认为:凡是可以释放质子(氢离子,H+)的分子或离子为酸(布朗斯特酸),凡是能接受氢离子的分子或离子则为碱(布朗斯特碱)。

一、概述当一个分子或离子释放氢离子,同时一定有另一个分子或离子接受氢离子,因此酸和碱会成对出现。

酸碱质子理论可以用以下反应式说明:酸 + 碱≒共轭碱 + 共轭酸酸在失去一个氢离子后,变成共轭碱;而碱得到失去一个氢离子后,变成共轭酸。

以上反应可能以正反应或逆反应的方式来进行,不过不论是正反应或逆反应,均维持以下的原则:酸将一个氢离子转移给碱。

在上式中,酸和其对应的共轭碱为一组共轭酸碱对。

而碱和其对应的共轭酸也是一组共轭酸碱对。

二、酸碱概念酸碱离子理论是阿累尼乌其斯(Arrhenius)根据他的电离学说提出来的。

他认为在水中能电离出氢离子并且不产生其它阳离子的物质叫酸。

在水中能电离出氢氧根离子并且不产生其它阴离子的物质叫碱。

酸碱中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合成水。

这个理论取得了很大成功,但它的局限性也早就暴露出来,倒台。

例如气态氨与氯化氢反应迅速生成氯化铵,这个酸碱中和反应并未掺杂水的生成;又如氨的水溶液显碱性,曾被错误地认为是NH3和H2O形成弱电解质NH4OH分子,然后离解出OH-等。

由于阿累尼乌斯的酸碱离子理论不能解一些非水溶液中进行的酸碱反应等问题,1923年布朗特(Bronsted)提出了酸碱质子理论,把酸碱概念加以推广。

酸碱质子理论认为凡是能给出质子的物质都是酸,凡是能与质子结合的物质都是碱[1]。

即酸是质子的给予体,碱是质子的接受体。

这样,一个酸给出质子后余下的部分自然就是碱,因为它本身就是与质子结合的。

它们的关系如下:这种关系叫做酸碱的共轭关系,式中略去了HB和B可能出现的电荷。

右边的碱是左边酸的共轭碱,左边的酸是右边碱的共轭酸,两者组成一个共轭酸碱对,它们只差一个质子。

lewis酸的分类

lewis酸的分类

Lewis酸的分类1. 介绍在化学中,Lewis酸是指可以接受电子对的化学物质。

Lewis酸和Lewis碱是Lewis酸碱理论的核心概念,该理论由美国化学家Gilbert N. Lewis于1923年提出。

Lewis酸的分类是研究Lewis酸性质和反应机制的基础,对于理解化学反应和催化过程具有重要意义。

2. Lewis酸的定义根据Lewis酸碱理论,Lewis酸是指可以接受电子对的化学物质。

Lewis酸通常是电子亏损的,具有空的轨道或未成对电子。

它们可以通过与Lewis碱形成共价键来接受电子对。

Lewis酸可以是阳离子、分子或离子。

3. Lewis酸的分类3.1 非金属Lewis酸非金属Lewis酸是指不包含金属元素的Lewis酸。

根据其电子亲和能和电负性,非金属Lewis酸可以进一步分为以下几类:3.1.1 水合物水合物是指含有水分子的化合物,其中的金属离子可以接受水分子的电子对。

典型的例子是氯化铝的水合物AlCl3·6H2O。

3.1.2 卤素卤素是一类非金属Lewis酸,包括氟、氯、溴和碘。

这些元素的原子可以接受电子对,形成Lewis酸碱反应。

例如,氯气(Cl2)可以与氨气(NH3)反应生成氯化铵(NH4Cl)。

3.1.3 氧化物氧化物是指含有氧原子的化合物,其中的金属离子可以接受氧原子的电子对。

常见的氧化物包括氧化铝(Al2O3)和氧化钙(CaO)。

3.2 金属Lewis酸金属Lewis酸是指含有金属元素的Lewis酸。

金属Lewis酸通常是金属离子,它们可以通过接受电子对与Lewis碱反应。

金属Lewis酸的分类可以根据金属离子的性质和反应特点进行。

3.2.1 转移金属离子转移金属离子是指在反应中从一个配体转移到另一个配体上的金属离子。

这种转移可以改变金属离子的电子构型和配位环境,影响反应的速率和选择性。

3.2.2 均相催化剂均相催化剂是指在反应中以溶液或气相形式存在的金属离子。

路易斯酸碱分类

路易斯酸碱分类

路易斯酸碱分类路易斯酸碱分类是化学中常用的一种酸碱分类体系,由美国化学家吉尔伯特·纳顿·路易斯于1923年提出。

该分类方法是基于电子对的共享和转移来描述酸碱反应的。

根据路易斯酸碱理论,酸是指可以接受一对电子的化合物或离子,而碱则是指可以提供一对电子的化合物或离子。

我们来看一下路易斯酸的特征和分类。

路易斯酸是指具有可接受电子对能力的化合物或离子。

酸的特征在于它们能够吸引电子对,形成化学键。

根据路易斯酸的特征,我们可以将其分为以下几类:1. 金属离子:金属离子常常作为酸的一部分存在。

在水溶液中,金属离子可以接受电子对来形成配位化合物。

例如,氯化铁(FeCl3)溶解在水中会形成[Fe(H2O)6]3+离子,其中的Fe3+离子就是路易斯酸。

2. 非金属离子:一些非金属离子也可以作为路易斯酸存在。

例如,三氯化硼(BCl3)是一种非金属离子的例子。

在该化合物中,硼原子可以接受一个电子对,形成与氯原子的共价键。

3. 分子中的中心原子:一些分子中的中心原子也可以表现出路易斯酸的性质。

例如,二氧化硫(SO2)分子中的硫原子可以接受一个电子对,形成与氧原子的共价键。

接下来,我们来看一下路易斯碱的特征和分类。

路易斯碱是指具有可供给电子对能力的化合物或离子。

碱的特征在于它们可以提供电子对,与酸形成化学键。

根据路易斯碱的特征,我们可以将其分为以下几类:1. 阴离子:一些阴离子可以作为路易斯碱存在,例如氯离子(Cl-)和氢氧根离子(OH-)。

这些离子可以提供电子对,与酸形成化学键。

2. 分子中的配位基:一些分子中的配位基也可以表现出路易斯碱的性质。

例如,水(H2O)分子中的氧原子可以提供一个电子对,与酸形成配位化合物。

3. 有机化合物中的功能团:一些有机化合物中的功能团也可以表现出路易斯碱的性质。

例如,胺化合物中的氮原子可以提供电子对,与酸形成盐类。

路易斯酸碱分类是一种常用的酸碱分类体系。

根据该分类方法,酸是指可以接受电子对的化合物或离子,而碱则是指可以提供电子对的化合物或离子。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
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–.
碱(OH)取代了酸碱配合物[Cu(NH)]中的碱(NH),形成了新的酸碱配合物 Cu(OH)。
又如: [Ag(NH3)2]+ == I AgI↓ + 2NH3
碱(I)取代了酸碱配合物[Ag(NH3)2]中的碱(NH3),形成了新的酸碱配合物AgI。
4.双取代反应 两种酸碱配合物中的酸碱互相交叉取代,生成两种新的酸碱配合物,这种取代反应称为双取代反应。
Lewis酸 如何比较BCl3、BF3、AlCl3、SiF4的酸性
SiF4不缺电子吧,应该最弱啊?!
其他应该是AlCl3 >BCl3> BF3
=============================================
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;
第二类反应叫置换反应(Displacement Reaction).或表示配合物中的碱配位体被一个外来碱置换,例如:
A —B + :B A—B' +:B 取代反应(即以上分类中的酸取代反应和碱取代反应)
或表示配合物中的酸被一个外来酸置换,例如:
[MnF6]2- + 2 SbF5 2 [SbF6]- + MnF4
如: BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4+ 2NaCl
CH3COOH + CH3OH = CH3COOCH3 + H2O
也有化学家这样分类:
A + :B A—B 配位反应(即以上分类中的酸碱加合反应)
第一类反应叫配合物形成反应(Complex formation reaction), 是最简单的一类路易斯酸碱反应,或是酸与碱在惰性溶剂(Non-coordinating solvent)中发生的反应,或是反应物与溶剂本身的反应,或发生在气相的反应:
3.正离子一般起酸的作用,负离子一般起碱的作用;AlCl3, SnCl2, FeCl3, BF3, SnCl4, BCl3, SbCl5等都是常见的Lewis酸;
4.这一理论的不足之处在于酸碱的特征不明显
==========================
1.酸碱加合反应 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如:
HS-(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + S2-(aq)
[Cu(NH3)4]2+(aq) + 4 H2O(l)
[Cu(H2O)4]2+(aq) + 4 NH3(g)
第三类反应叫复分解反应(Metathesis Reaction),希腊语中的"Metathesis"意为"交换",所以复分解反应即配位体交换反应,又叫双取代反应.例如:
3、含有碳-碳双键的分子如CH2=CH2.
Lewis碱显然包括所有Bronsted碱,但Lewis酸与Bronsted酸不一致,如HCl,HNO3是Bronsted酸,但不是Lewis酸,而是酸碱加合物.
常见的Lewis碱:
1.负离子:卤离子、氢氧根离子、烷氧基离子、烯烃、芳香化合物
A —B + A'—B' A—B' + A'—B 复分解反应(即以上分类中的双取代反应)
(C2H5)3Si-I + AgBr
(C2H5)3Si-Br + AgI
又如: [CdI] + Hg = [HgI] + Cd
酸(Hg)取代了酸碱配合物[CdI]中的酸( Cd),形成了新的酸碱配合物[HgI]。
3.碱取代反应 碱取代了酸碱配合物中的碱,生成了新的酸碱配合物,这种取代反应叫碱取代反应。
如: [Cu(NH3)2]2+ + 2OH-== Cu(OH)2↓ + 4NH3
Ag+ +2∶NH3 = [Ag(NH3)2]+
2.酸取代反应 酸取代了酸碱配合物中的酸,生成了新的酸碱配合物,这种取代反应叫酸取代反应。
如: Al(OH)3 + 3H+= Al3+ + 3H2O
酸(H)取代了酸碱配合物Al(OH)中的酸(Al),形成了新的酸碱配合物H2O。
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;
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
3.分子中的极性基团:羰基、氰基
在有机化学中Lewi有孤对电子的中性分子如 NH3,H2O,CO2,CH3OH;
2.带有孤电子对的化合物:氨、胺、醇、醚、硫醇、二氧化碳
在有机化学中Lewis碱是亲核试剂
注意:
1.Lewis酸碱电子理论中只有酸、碱和酸碱络合物,没有盐的概念;
2.在酸碱电子理论中,一种物质究竟属于碱,还是属于酸,还是酸碱配合物,应该在具体反应中确定。在反应中起酸作用的是酸,起碱作用的是碱,而不能脱离具体反应来辨认物质的酸碱性。同一种物质,在不同的反应环境中,既可以做酸,也可以做碱。
相关文档
最新文档