中级无机化学第一章酸碱理论与非水

合集下载

第一章酸碱理论与非水溶液(中级无机化学课件)

质为碱
H2O中
非质子溶剂
指出:溶剂中增加的阴阳离子，可以是由溶质本身离解产生，也可由溶质与溶剂发生反应而产生。 P.20
溶剂体系理论
评价：
优点：溶剂可以不涉及质子包含了水离子理论、质子理论缺点：只适于能发生自电离溶剂体系
定义：
Lewis G N 美国物理化学家
酸碱反应实质： A + : B → A : B
拉平效应不同的溶剂有不同的区分范围常用溶剂的分辨宽度酸碱区分窗窗的宽度正比于溶剂的自电离常数若两种酸或两种碱组成混合物只要它们有一种落在这些范围之中就可把它们区分开
第一章酸碱理论与非水溶液
[基本要求]
1、掌握现代酸碱理论的要点及运用范围；
2、掌握软硬酸碱规则及其应用；
3、熟悉有代表性的非水溶剂（液氨体系、硫酸体系及超酸等）的特征及其典型的酸碱反应。
2、键的强度
3、酸根的X-稳定性
1、气态二元氢化物
HnX(g) D Hn-1X(g)＋H(g)
△rHmθ
Hn-1X－(g) ＋ H＋(g) -EA Ip Hn-1X(g) ＋ H(g)
△rHmθ ＝D+Ip-EA
Ip:相同
△rHmθ ＝D-EA
△rHmθ ＝ D
- EA
△rHmθ ＝ D - EA
2、二元氢化物溶液 P.35
+
离解焓结论：
与气态变化规律相同
3、二元氢化物的取代产物
① HARn H+ + ARn-*
诱导效应
② ARn-*
①仅仅是氢质子脱去，与A上电子云密度有关
ARn-
R电负性比A大（R是一个吸电子基团） R电负性比A小（R是一个斥电子基团）

中级无机化学第一章酸碱理论与非水

SOCl2 SO2 2Cl
酸
Cs2SO3 SO32 2Cs
碱
SOCl2 Cs2SO3 2CsCl 2SO2 中和反应
酸
碱
盐溶剂
4、路易斯酸碱理论
定义：凡能接受电子对的物质称为酸；凡能给出电子对的物质称为碱；
A : B A : BA B
水合能随离子半径的减小而增加，同一周期中，从左到右阴离子半径减小。水化能依次增加。
取代基对溶液酸性的影响。
H2O, NH3,CH4中的一个H原子被电负性高的原子或原子团取代后，酸性增强。当NH 3中的一个H原子被乙酰基取代后得到乙酰胺CH 3CONH 2 , 它在水溶液中为弱酸性。
甲烷中的一个
酸+ 碱
盐
1: SO3 Na2O Na2SO4
2: BF3 NaF NaBF4
3: Cl2 2K 2KCl
6、鲁克斯的氧离子理论
定义：凡是能结合 O 2 的为酸。凡是能给
出 O 2的为碱；碱酸 O2
CaO Ca2 O2
碱
酸
SO42 SO3 O 2
HAR
的酸性越强。
n
1、水系酸碱的强度
HOCl HOBr HOI
X的电负性减小，酸性减小。
HOClO 2 HOBrO 2 HOIO 2
X的电负性减小，酸性减弱。
HNO 3 H3PO 4 H3AsO4 HSb OH 6 HBiO 3
强酸中强酸弱酸很弱酸
中心原子的电负性减小，酸性减弱。
多酸的酸性比单酸强，
H5P3O10 H4P2O7 H3PO 4
酸的缩合程度越大，酸性越强。

第一章酸碱理论与非水体系

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。
Lewis G N 美国物理化学家
（1）定义
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。
•共轭酸碱对
任何布朗斯特酸碱反应都涉及两个共轭酸碱对。一种物质是酸是碱, 取决于它参与的反应；既可为酸又可为碱的物质叫两性物质(Amphoteric substance)。质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，在质子
理论中都是离子酸或离子碱。
•酸碱具相对概念：酸可以是分子、阳离子（H3O+、NH4+、 [Fe(H2O)6]3+) 、阴离子(H2PO4-、HCO3-) ；碱也可以是分子、阳离子 ([Al(H20)5(OH)]2+)、阴离子(S2 -、Ac-、HCO3-)
学校：信阳师范学院院系：化学化工学院教师：宋力专业：化学应用化学
第一章酸碱理论与非水溶液化学
• 教学内容及基本要求
1. 酸碱概念路易斯电子酸碱理论及HSAB规则质子酸碱和质子溶剂 2. 溶剂化学水合焓非水质子溶剂体系非质子溶剂体系 3. 酸碱强度的量度水溶液中质子酸碱的强度 (影响质子酸碱强度的因素水溶液中质子酸碱的强度含氧酸的酸性) 非水溶剂中的质子酸碱的强度电子酸碱的强度 4. 超酸和魔酸
θ Ka

中级无机化学要点

《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。

酸碱理论与非水溶液

SOCl2 酸 Cs2SO3 碱 SO2+ SOCl2 + + SO32Cs2SO3 SO2+ 2Cs+ + 2ClSO32特征阴离子特征阳离子 + 2SO2 2CsCl2 + 2SO2
进步：
溶剂体系理论可把酸碱概念扩展到完全不涉及到
质子的溶剂体系中，水 - 离子理论只是水作为溶
剂时的溶剂体系理论的特例，质子理论可看作是
Lux的定义特别适合于高温下氧化物之间的反应
7. 小结
适用范围
Arrhenius水-离子理论适合质子酸、氢氧离子碱以及水溶液中发生的反应。也适用与计算pH、电离度、缓冲溶液和溶解度
Brö nsted-Lowry质子理除了上述各方面的应用，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论一个物种转移到另一个物种的化学反应。溶剂体系理论 Lewis 理论适用于讨论非水溶剂中的反应以及超酸体系在无机化学或是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，也适用于臵换反应以及任何其他类型的富电子和缺电子物种之间的反应。可应用于氧化-还原反应
对于氧化-还原类型的酸碱反应，可以用氧化性或还原性的强弱来衡量酸碱的相对强弱对于水溶液中的发生的氧化还原反应，可以用电对的Eᶲ来表征酸碱强度对于不涉及溶剂的反应体系，可用电离势I 来表征酸碱强度
Na ClNa+(g) + Cl(g) + e(g) e(g) I = 5.1 ev I = 13.0 ev
阳离子碱：Al(H2O)5(OH)2+、Cu(H2O)3(OH)+
从定义上讲：任何酸的阴离子都应该看作是碱任何含有氢的化合物都应该算作酸两性化合物：既具有酸性又具有碱性的物种

高中化学竞赛中级无机化学酸碱强度

HOCl<HClO2<HClO3<HClO4
二、气态二元氢化物酸度的判定
气态二元氢化物的酸性特征可以利用该类化合物的质子特征来描述。即
H = D + Ip - Ea
•
D 是从气态分子氢化物中移走一个氢原
子所需要的能量，即为X-H解离能；
• EA是Hn-1X（g）的电子亲和能；
• IP是氢原子的电离能。
例5. 判断Fe3+与X-形成配合物时稳定性最大的是[FeF]2+还是[FeBr]2+,为什么?
• 分析问题：
结合的难易用软硬酸碱理论来判断答： Fe3+电荷高、半径小为硬酸，F-的半径小于Br-的半径，所以F-的硬度大于Br-的硬度，Fe3+易与F-结合形成稳定的配合物，故稳定性最大的是[FeF]2+。
总述:
• 在同一族内，二元氢化物水溶液酸性变化
趋势与气相的变化趋势相同，即从上到下酸性增强。 • 同一周期从左到右，水溶液的酸性增加更显著，但相应气相氢化物酸性增加却并不如此明显。 ΔH hyd 与X半径成反比。
四、二元氢化物的取代产物
二元氢化物的取代产物可用其通式 HARn 来表示，
它们相对酸度可用下式反应来衡量： HARn→H++ARn这一过程的能量变化包括下面两个过程：
θ 如硫酸 (O)2S(OH)2 ( m=2, n=2 )的 pKa 3 ，
1
而 pKaθ 2 。这些规则的成功可由下表提供的实例
2
得到支持，估算值与实验值之间的误差仅约±1。
m=0
m=1
m=2
m=3
六、路易斯酸碱强度
1、 Lewis酸强度的概念

西南大学中级无机化学复习资料

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___。

无机化学习题(含答案)

答：根据 SHAB 理论，硬硬和软软结合稳定。其中酸或碱的硬度并非一成不变。如硬酸
可以由于若干软碱配体的存在而被软化。因此，在 Co(NH3)5F2+ 和 Co(NH3)5I2+中，Co3+ 为硬酸，NH3 和 F均为硬碱、I较软。因此有五个硬碱 NH3 存在时，F配合物比 I配合物稳定；但在 Co(CN)5F3-和 Co(CN)5I3-中五个软碱 CN的存在使 Co3+软化，从而使 I配合物稳定。
17．为什么强酸性溶剂（例如 SbF5 / HSO3F）可用来制备像 I2+和 Se8+这样的阳离子，另一
方面却用强碱性溶剂稳定诸如 S42-和 Pb94-这类阴离子物种？
答： I2+和 Se8+在碱中会歧化或与碱分子配位；S42-和 Pb94-在酸中会歧化或与酸分子配位。
18．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
23．请定义“酸度函数”。在什么条件下，酸度函数与 pH 相同？在什么条件下又有区别？
答：酸度函数 Ho 的出发点是酸的酸度可通过与酸反应的弱碱指示剂的质子化程度来表示。 B + H+ = BH+ (其中 H+代表酸，B 代表弱碱指示剂)
c(B) H o pK BH+ lg c(BH + )
KBH+是电离常数；c(B)，c(BH+)为 B 和 BH+的浓度，在稀水溶液中，Ho 与 pH 是同义词；而在高浓度水溶液、纯酸溶液或非水溶液中，二者又有区别。如在 10 mol·dm-3
教学参考
《无机化学选论》习题及解答

酸碱理论和非水溶液化学

13
HAc是NH3、HCO3-的拉平溶剂，液NH3是HAc 、HCl的拉平溶剂
二、溶剂的区分（分辨）效应
可以区分酸给质子能力及碱得质子能力差别的溶剂，就称为分辨性溶剂，这种作用称为“区分（分辨）效应” H2O是NH3、HCO3-的分辨性溶剂，也是HAc 、HCl的分辨性溶剂
2020/1/15
剂本身电离(自电离)出来的阳离子相同，则这种溶质是酸；若电离出来的阴
离子与该溶剂本身电离出来的阴离子相同，则这种溶质是碱。（电离出溶
剂的特征阴、阳离子）
2H2O
H3O++OH-
因此对于水溶液体系，将溶在其中电离而产生H3O+离子的溶质称为酸（如
HAc），电离而产生OH-离子的溶质称为碱(如NH3)
在液氨溶剂的溶液体系(简称液氨体系)中，NH3分子自电离而生成铵离子
2020/1/15
3
1923年：路易斯提出了酸碱电子理论。能接受电子对的物质是酸，能给出电子对的物质是碱 1939年：前苏联化学家乌萨诺维奇提出了正负离子理论：任何能产生阳离子或其他能结合一个阴离子(或一个电子)的物质为酸，相反地，任何能产生阴离子或其他能结合一个阳离子(或给出一个电子)的物质为碱。如
2020/1/15
酸碱加合物：HCN
8
3.1.4 酸碱的氧化物-离子理论
定义：氧离子的接受体称为酸，氧离子的给予体称为碱
SiO2+O2S2O72-+O2-
酸
SiO322SO42-
CaO Na2O
碱
Ca2++O22Na++O2-
酸与碱之间的反应是氧离子的转移反应，称为酸碱的氧离子理论
ZnO+S2O72- → Zn2++2SO42Na2O+ ZnO→ Na++ZnO22-

中级无机化学[第一章酸碱理论与非水溶液化学] 山东大学期末考试知识点复习

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。

酸碱理论和非水溶液

Zn2+[SnCl4]2-
SO3 结合O2Fe(CN)2 结合CNCl2结合一个e SnCl4 结合2 个e
酸碱理论和非水溶液
酸碱正负理论是Lewis酸碱概念的扩展。酸碱正负理论的优点：包括了涉及任意数目的电子转移反应，比前面几种定义具有更广泛的含义；更适用于氧化还原反应。酸碱正负理论的缺点：但正是由于其适用范围太过广泛，因此没有得到广泛的应用。
酸碱理论和非水溶液
作为电子对受体的Lewis酸，先决条件是在它的分子、离子或原子团中必须要有空轨道；
作为Lewis碱的首要条件，是必须要有孤对电子。 Lewis酸碱的范围极为广泛，它包容了前面所论及的三种酸碱定义，所以通常又把Lewis酸碱称为广义酸碱。
酸碱理论和非水溶液
第一列
Fe3+
+
Cu2+
酸碱理论和非水溶液
§2.1 酸碱概念的发展
三百多年前，英国物理学家R. Boyle指出，酸有酸味，使蓝色石蕊变红，碱有涩味和滑腻感，使红色石蕊变蓝。
1771年A. L. Lavoisier根据硫和磷在氧气中燃烧后的产物溶于水显酸性，指出O是所有酸类物质的共同组成元素。
1881年英国化学家H. Davy以盐酸否定上述观点，提出氢才是一切酸所不可缺少的元素。
酸碱理论和非水溶液
三、酸碱质子理论
酸：凡能给出质子的物质。
碱：凡能接受质子的物质
酸碱反应的实质：质子的转移，因此酸
Brnsted J N 丹麦物理化学家
碱反应也叫质子转移反应。适用范围：既适用于水溶液体系，也适用于非水溶液体系。
酸碱质子理论局限性：酸必须含有可离解的氢原子，
不能包括那些不交换质子而又具有酸性的物质。

中级无机化学-习题及答案-完整版

1，2，4 取代：最高次轴：C1，其他轴：无 1，3，5 取代：最高次轴：C3，3 个6σd
（2）属D4h点群，含对称元素C4、C2、2 C2' 、 2C2'' 、i、2S4、σh、2σv、2σd
（3）若忽略H原子，属C2v点群，含对称元素C2、2σv （4）属D3d点群，含对称元素C3、3C2'⊥C3、i、2S6、3σd （5）属C3v点群，含对称元素C3、3σv （6）属D2h点群，含对称元素C2、2C2'⊥C2、i、2σv、σh （7）属D∞h点群，含对称元素C∞、∞C2'、σh、∞σv、i、S∞ （8）属C2v点群，含对称元素C2、2σv
2.8 PtCl42－属于什么点群？画出它的结构，标出各类操作元素（每类只标一个）。
2.9 已知下列分子（离子）所属的点群，画出它们的结构：（1）B（OH）3（C3h）；（2）Cr（en）33＋（D3）；（3）Co（gly）3（C3）；（4）Mn2（CO）10（D4d）；（5）（H2C=C=CH2）（D2d）。
H2CO3 ＋ OH－（水－离子理
论：解离出OH－，或溶剂体系理论：生成溶剂的特征阴离子），所以NaHCO3水溶液显碱性
因为SO3 ＋ H2O → H+ ＋ HSO4－（水－离子理论和质子理论：解离出H+），或SO3 ＋
2H2O → H3O＋＋ HSO4－（溶剂体系理论：生成溶剂的特征阳离子），所以SO3水溶液显酸
2.5 [MA2B2]2－呈平面四边形构型时属D2h点群，含有对称元素：C2、2C2'、σh、i、2σv。[MA2B2]2 －呈四面体构型时属C2v点群，含有对称元素：C2、2σv。
2.6 C4h点群比D4h点群缺少 4 条垂直于主轴的C2'旋转轴。D4h点群的例子有配离子PtCl42－，C4h 点群例子有：

酸碱理论和非水溶液化学

第2章酸碱理论和非水溶液化学
第1节近代酸碱理论
酸碱电离理论酸碱质子理论酸碱溶剂理论酸碱电子理论
Arrhenius Bronsyed-Lowry Franklin Lewis
酸碱理论和非水溶液化学
酸碱质子理论 Bronsyed-Lowry 例1、指出酸、碱、两性物质，共轭酸碱对 HCl，NH4+，[Al(H2O)6]3+，NH3，Ac-， HAc，[Al(OH)(H2O)5]2+，HSO4-，H2O, N2H5+
—从配合物的稳定性描述Lewis酸碱的强度 Fe3+、Cr3+等配离子的稳定性为：F->Cl->Br->I-
N>P>As O>S>Se Ag+、Hg2+等配离子的稳定性为：F-<Cl-<Br-<IN<P<As O>S>Se Ahrland：A、B两类金属、两类配体 Pearson：称为硬、软酸；硬、软碱
BrF2++ BrF4-
特征阳离子特征阴离子
酸碱理论和非水溶液化学
在溶剂中产生(或通过反应生成)该溶剂特征阳离子的物质为酸
在溶剂中产生(或通过反应生成)该溶剂特征阴离子的物质为碱
H2O中
NH3+ H2O →NH4++ OHHAc+ H2O →Ac-+ H3O+
HAc+NH3
NH4Ac
酸碱理论和非水溶液化学
NH3(l)中
N4 C H N l 3(H l)N4 H C l K2 N N 3 H (lH ) N2 H K
NH4Cl + KNH2 = KCl+2NH3

第一章酸碱理论和非水溶液

水合焓可由理论计算得到，但更多的是通过玻恩－哈伯热化学循环得到，以HX(g) 溶于水为例， HX(g)＋ H2O(l) → H＋(aq) ＋X－ (aq) △solHm
写出HX(g)溶于水生成水合离子的热力学循环式:
式中, △bHmθ(HX)、△IHmθ(H)、△EAHmθ(X)都可从热力学数据表中查出， △solHmθ可以实验测得。现在公认 △hydHmθ(H＋,g)＝－1091 kJmol－1 于是通过上式可求出△hydHmθ(X－,g)
硬酸中接受电子的原子较小、正电荷高，其价电子轨道不易变形，硬酸就是受体原子对外层电子的吸引力强的酸。
像Al3＋离子以及BF3之类的化合物都是硬酸的例子。
软酸中接受电子的原子较大、正电荷数目低或者为0, 以易变形的价电子轨道去接受电子，软酸就是受体原子对外层电子
的吸引力弱的酸)。
金属原子、Hg2＋离子及InCl3 之类化合物即是典型的软酸
质子的物种都叫作碱。因此，酸是质子给予体，碱是质子接受体
，酸失去一个质子后形成的物种叫做该酸的共轭碱，碱结合一个
质子后形成的物种叫该碱的共轭酸。
即 A(酸) 质子给予体 B(碱) ＋ H＋质子接受体
式中A是B的共轭酸，B是A的共轭碱。
典型的酸碱反应是质子从一种酸转移到另一种碱的过程,反应
自发方向是由强到弱。 A1 ＋) B2＋H＋ A1＋B2 B1＋H＋ A2 B1＋A2
LiCl、LiBr、LiI在水中溶解度较大，且四种LiX随着卤离子软性
的增加而溶解度增大。相反，Ag＋离子是一种软酸，它趋向于与软碱结合。所以随着卤离子半径增加，软度增大，溶解度减小。
1.1.2 质子酸碱和质子溶剂
1 质子理论
丹麦Bronsted和英国Lowry在1923年提出了酸碱的质子理论。根据质子理论，任何能释放质子的物种都叫作酸，任何能结合

1中级无机化学第一章第二节

优点：摆脱了体系必须具有某种离子或元素和溶剂的限制，
特别适合于讨论有机酸碱反应和配合物的形成反应。
5. 鲁克斯的氧负离子理论
定义：O2-离子的接受体为酸，O2-离子的给予体为碱。
B
O2- + A
酸
碱氧负离子
Lux 理论适合于讨论高温下的酸碱反应，例如酸性氧化物
和碱性氧化物的反应可以看做是酸碱反应。碱酸盐
为了考察取代基对酸性强度的影响，我们将上述解离过程分
这一步的能量只是H+与所有的电子和核之间的库仑力作用能。该能量取决于原子A上的电荷，即取代基R的电负性： R的电负性越高，A带有的正电荷就越多，第一步的能量也就越低。因此，在其他条件相同的情况下，电负性越高的取代基越能增强化合物的酸性。若R的电负性比A小(R是斥电子基团)，H A R，则A － R 键中的电子靠近 A， A 带部分负电荷，结果将排斥 H － A
对于中性溶液，[H+]=[OH-]，lg[H+]/[OH-]=0，AG=0。
AG = pKw - 2pH
7. 小结
这五种酸碱理论各有自己的适用范围，它们之间存在着不同程度的重叠和交叉。 • 阿累尼乌斯理论适用于质子酸、氢氧离子碱及水溶液中的反应，也适合于计算pH值、电离度、缓冲溶液和溶解度等； • 布朗斯特-劳莱理论除了适用于上述方面，还特别适用于非氢氧离子碱、非水溶剂中的酸碱反应以及涉及一个质子从一个物种转移到另一个物种的化学反应； • 路易斯酸碱理论无论是无机还是有机化学中都有广泛的应用。适用于讨论含有配位键的任何物种，也可用于置换反应以及其他任何类型的富电子和缺电子物种之间的反应； • 溶剂体系理论适合于讨论非水溶剂中的反应以及超酸体系； • 鲁克斯理论则更适合用于讨论高温下氧化物或自荐的反应。

第01章酸碱理论与非水溶液

3 第一章酸碱理论与非水溶液主目录上一页下一页返回
第一节酸碱概念回顾二、布朗斯特酸碱质子理论
能给出质子（的物质是酸。 1、定义：酸：能给出质子（H+）的物质是酸。定义：能接受质子（的物质是碱。碱：能接受质子（H+）的物质是碱。 Kw=KaKb 酸碱共轭关系：酸给出质子后形成的物种叫做该酸的共轭碱。 2、酸碱共轭关系：酸给出质子后形成的物种叫做该酸的共轭碱。碱接受质子后形成的物种叫做该碱的共轭酸。受质子后形成的物种叫做该碱的共轭酸。举例： 3、举例：HCl = H+ + ClNH4+ + NH2- = NH3 + NH3 酸 = H+ + 碱酸1+ 碱1 = 碱2 + 酸2 4、酸碱的强度标准：[H+]，Ka ， Kb ， pKa ， pKb ，pKw 酸碱的强度标准： 5、评价：酸碱概念推广到所有的质子体系，与溶剂无关。适用于水溶评价：酸碱概念推广到所有的质子体系，与溶剂无关。液中。酸碱反应的本质是质子的转移。液中。酸碱反应的本质是质子的转移。课堂练习：课堂练习：下列物质哪些是酸？哪些是碱？哪些既是酸又是碱？ 1、下列物质哪些是酸？哪些是碱？哪些既是酸又是碱？ HCl、 HS-、CO32-、H2PO4-、HSO4-、NO3-、HCl、Ac_、OH下列物质的共轭酸是什么？ 2、下列物质的共轭酸是什么？SO42-、S2-、H2PO4-、HSO4-、NH3 下列物质的共轭碱是什么？HCl、 HCN、 3、下列物质的共轭碱是什么？HCl、HClO4、HCN、H2O2、NH4+
10 第一章酸碱理论与非水溶液
主目录上一页下一页返回
第一节酸碱概念回顾常见重要的软硬酸碱(HSAB)

中级无机化学讲解

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。

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。

酸碱理论和非水溶液化学

酸碱理论和非水溶液化学
2020/3/23
1
3.1 酸碱理论概述
3.1.1 对酸碱本质的认识过程 3.1.2 酸碱的溶剂理论 3.1.3 酸碱的电子理论 3.1.4 酸碱的氧化物-离子理论
2020/3/23
2
3.1.1 对酸碱本质的认识过程
表象阶段：有酸味的物质是酸，能抵消酸味的物质就是碱 1887年：拉瓦锡(Lavosier)提出氧元素是酸的必要成份，在发现HF酸等后，认为氢元素是酸的基本元素 19世纪后期：德国化学家奥斯特瓦尔德和瑞典化学家阿累尼乌斯提出酸碱电离理论。在水溶液中电离出的阳离子全部是H+的物质是酸，在水溶液中电离出的阴离子全部是OH-的物质是碱。酸碱反应的实质 H++OH-=H2O 1905年：富兰克林提出了酸碱溶剂理论。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。如：例如在水中NH3是碱，CH3COOH是酸，因为它们在水中分别产生水的特征阴离子OH-和特征阳离子H3O+ 1923年：丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳菜提出了酸碱质子理论。凡是能给出质子的物质是酸，凡是能接受质子的物质就是碱。反应实质：两对共轭酸碱对之间质子传递作用
3. 对于阴离子碱，一般负电荷越多或半径越大，碱性越强。
如PO43->CO32->Ac-， N3-＞O2-＞F-
2020/3/23
15
4. 对中性分子，其电子对给予体原子的碱性和取代基R的电负性有关，R的电负性越大，碱性越弱。如NH3＞NCl3＞NF3
5. 与分子构型、键型有关。如
酸性：BBr3＞BCl3＞BF3
13
HAc是NH3、HCO3-的拉平溶剂，液NH3是HAc 、HCl的拉平溶剂

中级无机化学第一章酸碱理论与非水

第一章 酸碱理论与非水溶液(中级无机化学课件)

中级无机化学第一章酸碱理论与非水

第一章酸碱理论与非水体系

中级无机化学要点

酸碱理论与非水溶液

高中化学竞赛 中级无机化学 酸碱强度

西南大学中级无机化学复习资料

无机化学习题(含答案)

酸碱理论和非水溶液化学

中级无机化学[第一章酸碱理论与非水溶液化学] 山东大学期末考试知识点复习

酸碱理论和非水溶液

中级无机化学-习题及答案-完整版

酸碱理论和非水溶液化学

第一章 酸碱理论和非水溶液

1中级无机化学 第一章 第二节

第01章酸碱理论与非水溶液

中级无机化学讲解

酸碱理论和非水溶液化学

第一章酸碱理论与非水溶液(中级无机化学课件)

高中化学竞赛中级无机化学酸碱强度

第一章酸碱理论和非水溶液

1中级无机化学第一章第二节