第3章 酸碱理论和非水溶液化学-6h.
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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+
酸碱的氧化物-离子理论
SiO322SO42CaO Na2O 碱 Ca2++O22Na++O2-
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
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++2SO42-
Na2O+ ZnO→ Na++ZnO22-
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
2018年10月12日9时32分 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 反应中SO3结合阴离子O2-生成SO42-，所 以是酸，Na2O放出O2-，所以是碱 反应中 Cl2 接受电子生成 Cl- 所以是酸， Na给出电子生成Na+，所以是碱。
NH4++NH25
凡在液氨中能电离出NH4+离子的化合物是酸。例如NH4Cl，它电离出 NH4+(和Cl-)离子。凡在液氨中能电离出NH2-离子的化合物是碱。例如 NaNH2它电离出NH2-(和Na+)离子 在液氨体系中的中和反应，如
NH4Cl+NaNH2=NaCl+2NH3
酸与碱在溶液中的中和过程是酸电离出的阳离子与碱电离出的阴离 子结合生成溶剂分子的反应过程
再如Fe3+在水中表现为酸，而CO32-却表现为碱
Fe3++2H2O
CO32-+2H2O
H3O++Fe(OH)2+
OH-+HCO3-
优 点：酸碱溶剂理论不仅把酸碱概念扩充到非水体系，同时也扩大了水溶 液中的 酸碱范围，它包容了Arrhenius的酸碱电离理论 局限性：在于它不适用于不自偶电离的溶剂 (如苯、四氯化碳等)体系，更不 适用于无溶剂体系
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3.1.3 酸碱的电子理论
碱是给出电子对的物质，酸是接受电子对的物质。这样的酸、碱常称为Lewis 酸、Lewis碱。按照该理论，酸是电子对的接受体，必须具有可以接受电子对 的空轨道，而碱是电子对的给予体，必须具有未共享的孤对电子。酸碱反应 不再是质子的转移，而是电子对的转移，酸和碱之间的反应是酸碱加合反应 生成酸碱加合物 在Lswis酸碱电子理论中，酸碱的定义既无对溶剂品种的限制，也适用于无溶 剂的体系
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例如，KF在液态BrF3中是碱，因为它与溶剂发生如下反应，增加了体系 中阴离于浓度
KF+BrF3(l) K++BrF4-
而SbF5在液态BrF3中却表现为酸，因为它与溶剂反应生成了 BrF2+，增加了 体系中阳离子浓度
SbF5+BrF3(l) BrF2++SbF6-
其它溶剂的自解离情况：
2SO2(l) 2N2O4(l) 2H2SO4(l) 2HF(l) 2BrF3(l) 2COCl2(l) 2POCl3(l) 2IF5(l)
SO2++ SO32NO++ NO3H3SO4++HSO4H2F++ FBrF2++BrF42COCl++2ClPOCl2++ POCl4IF4++ IF66
Lewis酸、碱理论——广义酸碱 例: 试判断下列物种，哪些是Lewis酸?哪些是Lewis碱?哪些是酸碱加合物？ Me3N，HCN，(C2H5)2O，CH3CH2+ Lewis酸：CH3CH2+ Lewis碱：Me3N， (C2H5)2O 酸碱加合物：HCN 8 2018年10月12日9时32分
3.1.4
ZnO既可作为酸，也可作为碱
ห้องสมุดไป่ตู้
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上述几种酸碱理论对酸碱的定义的共同之处：酸是某种指定的正电荷物种的
同期：鲁克斯提出氧化物-离子理论。酸是氧离子的接受体，碱是氧离子的 给予体
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3.1.2
酸碱的溶剂理论
E.C.Franklin于20世纪初发现，溶解在液氨中的铵盐如NH4Cl和金属氨基化合 物如NaNH2分别呈酸性和碱性，其后经多人对某些其他非水溶剂的溶液作类 似的研究，逐渐形成了酸碱的溶剂理论。这个理论把酸碱的概念推广到了某 些非水溶剂的溶液体系。 酸碱定义：当一种溶质溶解于某一溶剂中时，若电离出来的阳离子与该溶 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 NH4+和氨基离子NH22NH3(l)
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第 3章
酸碱理论和非水溶液化学
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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
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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
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+
酸碱的氧化物-离子理论
SiO322SO42CaO Na2O 碱 Ca2++O22Na++O2-
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
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++2SO42-
Na2O+ ZnO→ Na++ZnO22-
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
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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 反应中SO3结合阴离子O2-生成SO42-，所 以是酸，Na2O放出O2-，所以是碱 反应中 Cl2 接受电子生成 Cl- 所以是酸， Na给出电子生成Na+，所以是碱。
NH4++NH25
凡在液氨中能电离出NH4+离子的化合物是酸。例如NH4Cl，它电离出 NH4+(和Cl-)离子。凡在液氨中能电离出NH2-离子的化合物是碱。例如 NaNH2它电离出NH2-(和Na+)离子 在液氨体系中的中和反应，如
NH4Cl+NaNH2=NaCl+2NH3
酸与碱在溶液中的中和过程是酸电离出的阳离子与碱电离出的阴离 子结合生成溶剂分子的反应过程
再如Fe3+在水中表现为酸，而CO32-却表现为碱
Fe3++2H2O
CO32-+2H2O
H3O++Fe(OH)2+
OH-+HCO3-
优 点：酸碱溶剂理论不仅把酸碱概念扩充到非水体系，同时也扩大了水溶 液中的 酸碱范围，它包容了Arrhenius的酸碱电离理论 局限性：在于它不适用于不自偶电离的溶剂 (如苯、四氯化碳等)体系，更不 适用于无溶剂体系
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3.1.3 酸碱的电子理论
碱是给出电子对的物质，酸是接受电子对的物质。这样的酸、碱常称为Lewis 酸、Lewis碱。按照该理论，酸是电子对的接受体，必须具有可以接受电子对 的空轨道，而碱是电子对的给予体，必须具有未共享的孤对电子。酸碱反应 不再是质子的转移，而是电子对的转移，酸和碱之间的反应是酸碱加合反应 生成酸碱加合物 在Lswis酸碱电子理论中，酸碱的定义既无对溶剂品种的限制，也适用于无溶 剂的体系
2018年10月12日9时32分
例如，KF在液态BrF3中是碱，因为它与溶剂发生如下反应，增加了体系 中阴离于浓度
KF+BrF3(l) K++BrF4-
而SbF5在液态BrF3中却表现为酸，因为它与溶剂反应生成了 BrF2+，增加了 体系中阳离子浓度
SbF5+BrF3(l) BrF2++SbF6-
其它溶剂的自解离情况：
2SO2(l) 2N2O4(l) 2H2SO4(l) 2HF(l) 2BrF3(l) 2COCl2(l) 2POCl3(l) 2IF5(l)
SO2++ SO32NO++ NO3H3SO4++HSO4H2F++ FBrF2++BrF42COCl++2ClPOCl2++ POCl4IF4++ IF66
Lewis酸、碱理论——广义酸碱 例: 试判断下列物种，哪些是Lewis酸?哪些是Lewis碱?哪些是酸碱加合物？ Me3N，HCN，(C2H5)2O，CH3CH2+ Lewis酸：CH3CH2+ Lewis碱：Me3N， (C2H5)2O 酸碱加合物：HCN 8 2018年10月12日9时32分
3.1.4
ZnO既可作为酸，也可作为碱
ห้องสมุดไป่ตู้
2018年10月12日9时32分
9
上述几种酸碱理论对酸碱的定义的共同之处：酸是某种指定的正电荷物种的
同期：鲁克斯提出氧化物-离子理论。酸是氧离子的接受体，碱是氧离子的 给予体
2018年10月12日9时32分 4
3.1.2
酸碱的溶剂理论
E.C.Franklin于20世纪初发现，溶解在液氨中的铵盐如NH4Cl和金属氨基化合 物如NaNH2分别呈酸性和碱性，其后经多人对某些其他非水溶剂的溶液作类 似的研究，逐渐形成了酸碱的溶剂理论。这个理论把酸碱的概念推广到了某 些非水溶剂的溶液体系。 酸碱定义：当一种溶质溶解于某一溶剂中时，若电离出来的阳离子与该溶 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 NH4+和氨基离子NH22NH3(l)
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第 3章
酸碱理论和非水溶液化学
2018年10月12日9时32分
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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
2018年10月12日9时32分
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