1酸碱理论PPT课件
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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）
高等有机化学课件酸碱理论.ppt
NC CN
(H3C)2
NC CN
二甲苯
橙色
NC CN
(H3C)4
NC CN
四甲苯
深红
NC CN
(H3C)6
NC CN
六甲苯
深紫色
其中各种甲苯是电子给予体（碱），四氰基乙烯是电子接受体（酸）。苯环上的甲 基越多，生成的电荷转移络合物的颜色越深，这表示甲基的数目增加致使电荷转移程 度加大。在紫外光谱中发生红移。
它具有可供公用的电子对 因此，一般的酸碱反应的实质是，碱的未公用的或 p 轨道的电子对与酸的空轨 道形成共价键。
A + :B Ag+ + 2:NH3 BF3 + :F-
AB [Ag(NH3)2]+
BF4-
一些不通常不像碱的物种，如乙烯和芳香族化合物，按路易斯酸碱理论都是碱。
如：
CH2
+
Ag+
CH2
第五章 酸碱理论和活泼中间体
§ 5-1 酸碱理论
酸碱概念是在化学变化中应用最广泛的概念之一。有机化学中异裂 反应几乎都可以认为酸碱反应过程。目前酸碱理论有六种之多，但在有 机化学中广泛使用的是勃朗斯德理论、路易斯理论和软硬酸碱理论。
一、勃朗斯德 (Brönsted) 理论
（一） 酸碱质子理论 这个理论认为，凡能给出质子的物质都是酸，凡能接受质子的物质都
+
NO2+
NO2 + H+
CH3Br + OH-
CH3OH + Br-
（2） 加成反应 一些不饱和键上的加成反应也可视为酸碱反应。如：
H2O: + Cl3CCH=O
Cl3C-CH(OH2)2
理学chapter酸碱理论
3.2 碳负离子的稳定性：
碳负离子是有机反应的一种中间体。C-H键电离后产生的碳负 离子，可以有很强亲核性（由弱的碳氢酸产生），也可能亲核 性较弱，这与碳负离子的稳定性有关。影响碳负离子稳定性的 结构因素有以下几方面：
H2SO4 + H2O
HCl + C2H5OH H3O + OH
CH3COOH + (C2H5)3N (C6H5)3CH + NH2
H3O + HSO4
C2H5OH2 + Cl H2O + H2O
CH3COO + (C2H5)3NH (C6H5)3C + NH3
酸(HA)在水溶液中达成电离平衡后，质子的浓度是可以测定 的，因此质子酸的强度是可以测定的。
pKa = 5.1
Me O
N O Me
pKa 8.25
O
OH
N
Me OH
O
7.22 Me
杂化状态即轨道的s成分：
脂肪胺、吡啶和腈分子中氮原子的未共用电子对分别处在sp3、 sp2、sp 轨道中。s成分越多，碱性越小；这是因为s成分越多， 轨道离核越近，受核束缚越强，相 溶剂对酸碱性的 影响很大。
但酸性很强的酸在水中几乎都是完全电离的。因此强酸在水中 就不能分辨其强度。可以看成是因为水的碱性太强了，起到了 所谓的“拉平效应” 。解决的办法是在碱性小的溶剂中测定。
相似的，酸性太小的酸(pKa<16)在水中也不能测，因为水电离出 的氢离子的浓度就比欲测弱酸电离出的氢离子的浓度还要大， 解决的办法就是在碱性更强的溶剂中测定。例如，在甲醇中可 以测定pKa = 14～20之间的酸的强度，在DMSO中可以测定 pKa=13～18之间的酸的强度，在环己胺中可以测定pKa=18～3 2 之间的酸的强度。 碱的强度 : 碱的强度可以用它的Kb来表示,但文献中多用它的共轭酸的pKa 来表示。质子酸电离出一个质子后就变成相应的共轭碱，而碱 结合一个质子后就变成其共轭酸。碱性越大，结合一个质子后 就越不容易电离---这就是弱酸，因此，碱的强度可以用它相应 的共轭酸的pKa来表示， pKa越大，酸性越小，碱性越强。
无机化学-第四章：酸碱理论
经典的Arrhenius 酸碱理论
• 在水溶液中所有的酸都电离出氢离子， 所有的碱都电离出氢氧根离子，酸碱反 应就是H+和OH-反应生成水。
• 这个理论要求碱必须有OH-基团，但是 NH3这样的物质，虽然没有OH-基团， 但毫无疑问它也是碱。
• Arrhenius 酸碱理论另一个问题是没有 考虑到溶剂（H2O）担当的角色。 电离理论的局限性
OH2 250pm
H
H
259pm
H2O
259pm
H2O
4.1.4 酸碱性强弱与分子结构的关系
如果了解了化合物的酸碱性与其分子结构的关系， 就会发现，化合物的酸碱性与元素在周期表中的位置密 切相关。
1. 二元氢化物的酸性
★ 化合物显示的酸性源自失去质子的能力，可以预期
酸的强弱与H—B键的强弱有关，H—B键越强，相 应的酸越弱。
。水合高氯酸HClO4·H2O晶体结构测定结果证实, 其
中的H+以H3O+形式存在。H3O+是NH3的等电子体。另
一个被确定了结构的物种是固体水合物 HBr·4H2O中的
H9O4+。普遍的看法是, 水溶液中水合氢离子的形式随
条件变化而不同。
116o
H
110pm
O
H
100o-120o
H
110pm O
H 116o 105o
本章教学要求
1. 了解酸碱概念的变迁； 2. 理解布朗斯特酸碱理论的意义和要点； 3. 理解路易斯酸碱理论的意义和要点； 4. 了解软硬酸碱的内容和应用； 5. 了解几种有代表性的路易斯酸。 6. 酸碱平衡基础及溶液pH的计算。
回顾： 强电解质溶液理论(在溶液一章已介绍)
第一节 酸碱理论第二节 弱酸、弱碱的解离平衡 第三节 酸、碱.
（1）硬碱；硬碱中给出电子的原子或阴离 子的电负性大、半径小，不易失去电子。
（2）软碱；软碱中给出电子的原子或阴离 子的电负性小、半径大，易失去电子。
（3）交界碱：介于硬碱和软碱之间的碱称 为交界碱。
（二）软硬酸碱规则
软硬酸碱规则的含意是：硬酸与硬碱或软酸 与软碱都可以形成稳定的配合物；硬酸与软碱或 软酸与硬碱形成的配合物不够稳定；交界酸与软 碱或硬碱及交界碱与软酸或硬酸都能发生反应， 所生成的配合物的稳定性介于上述两类配合物之 间。
OH H3O+
ceq (H3O+) ceq(A) ceq(OH)
当 ceq (A ) 20ceq (OH) ，即 Ka (HA) c(HA) / c 20Kw 时，ceq (OH) 可以忽略不计。上式简化为：
ceq (H3O+ ) ceq (A )
由一元弱酸 HA 的解离平衡得：
有质子传递的酸碱反应。
三、酸碱电子理论
酸碱电子理论认为：凡是能接受电子对的物 质就是酸；凡是能给出电子对的物质就是碱。酸 碱反应的实质是碱提供电子对，与酸形成配位键 而生成酸碱配合物：
酸 + 碱 酸碱配合物
酸碱电子理论是目前应用最为广泛的酸碱理 论。但酸碱电子理论对酸碱认识过于笼统，因而 不易掌握酸碱的特征，也使不同类型反应之间的 界限基本消除，最大的缺点是不易确定酸碱的相 对强度。
将平衡关系代入上式得：
ceq
(H3O+
)
ceq
(H3O+ )ceq (HA Ka1 (H2A)c
)
ceq (HA )Ka2 (H2A)c ceq (H3O+ )
ceq
Kw c (H3O+
（2）软碱；软碱中给出电子的原子或阴离 子的电负性小、半径大，易失去电子。
（3）交界碱：介于硬碱和软碱之间的碱称 为交界碱。
（二）软硬酸碱规则
软硬酸碱规则的含意是：硬酸与硬碱或软酸 与软碱都可以形成稳定的配合物；硬酸与软碱或 软酸与硬碱形成的配合物不够稳定；交界酸与软 碱或硬碱及交界碱与软酸或硬酸都能发生反应， 所生成的配合物的稳定性介于上述两类配合物之 间。
OH H3O+
ceq (H3O+) ceq(A) ceq(OH)
当 ceq (A ) 20ceq (OH) ，即 Ka (HA) c(HA) / c 20Kw 时，ceq (OH) 可以忽略不计。上式简化为：
ceq (H3O+ ) ceq (A )
由一元弱酸 HA 的解离平衡得：
有质子传递的酸碱反应。
三、酸碱电子理论
酸碱电子理论认为：凡是能接受电子对的物 质就是酸；凡是能给出电子对的物质就是碱。酸 碱反应的实质是碱提供电子对，与酸形成配位键 而生成酸碱配合物：
酸 + 碱 酸碱配合物
酸碱电子理论是目前应用最为广泛的酸碱理 论。但酸碱电子理论对酸碱认识过于笼统，因而 不易掌握酸碱的特征，也使不同类型反应之间的 界限基本消除，最大的缺点是不易确定酸碱的相 对强度。
将平衡关系代入上式得：
ceq
(H3O+
)
ceq
(H3O+ )ceq (HA Ka1 (H2A)c
)
ceq (HA )Ka2 (H2A)c ceq (H3O+ )
ceq
Kw c (H3O+
大学基础化学第三节酸碱理论ppt课件
❖(2) 不能给出质子，也不能接受质子的物质， 称为中性物质，如金属离子Na+，Ca+等。
6
➢(3) 在酸碱质子理论中，排除了盐的概念。 ➢(4) 酸碱质子理论体现了酸和碱这对矛盾
相互转化和相互依存的关系，并且扩大 了酸碱物质的范围。
7
（二）酸碱反应的实质
酸碱半反应式: 酸 H+ + 碱
例如HAc在水溶液中的存在两个酸碱半反应：
HC2O4-
HSO3-
H2PO4F-
HCOOAc-
HCO3-
碱 性 增 强
HPO42-
CO3 2 -
PO43- 16 OH-
(四) 拉平效应和区分效应
实验证明，HClO4、H2SO4、HCl和HNO3的 强度是有差别的，其强度顺序为 HClO4＞ H2SO4＞HCl＞HNO3。
HClO4＋H2O H2SO4＋H2O HCl＋H2O HNO3＋H2O
30
二、溶液的pH
物质均衡（MBE)： 它是指在一个平衡体 系中，某一给定组分的总浓度，等于各有 关组分平衡浓度之和。
例如：浓度为c(mol.L-1)的HAc溶液的物 质均衡 c(HAc)=[HAc]+[Ac-]
电荷均衡（CBE) ： 根据电中性原则，
溶液中正离子的总电荷数与负离子的总电
荷数恰好相等。
H3O+＋ClO4－ H3O+＋HSO4－ H3O+＋Cl－ H3O+＋NO3－
17
将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子 （在这里是水化质子H3O+）水平的效应称 为拉平效应(leveling effect)。具有拉平效应 的溶剂称为拉平性溶剂。
18
而冰醋酸可把上述这些酸的强度区分开来，溶 剂 的 这 种 作 用 称 为 区 分 效 应 (differentiating effect)，这种溶剂便称为区分溶剂。 一般而言，酸性溶剂可以对酸产生区分效应， 而对碱产生拉平效应，碱性溶剂则可对碱产生 区分效应，而对酸产生拉平效应。
6
➢(3) 在酸碱质子理论中，排除了盐的概念。 ➢(4) 酸碱质子理论体现了酸和碱这对矛盾
相互转化和相互依存的关系，并且扩大 了酸碱物质的范围。
7
（二）酸碱反应的实质
酸碱半反应式: 酸 H+ + 碱
例如HAc在水溶液中的存在两个酸碱半反应：
HC2O4-
HSO3-
H2PO4F-
HCOOAc-
HCO3-
碱 性 增 强
HPO42-
CO3 2 -
PO43- 16 OH-
(四) 拉平效应和区分效应
实验证明，HClO4、H2SO4、HCl和HNO3的 强度是有差别的，其强度顺序为 HClO4＞ H2SO4＞HCl＞HNO3。
HClO4＋H2O H2SO4＋H2O HCl＋H2O HNO3＋H2O
30
二、溶液的pH
物质均衡（MBE)： 它是指在一个平衡体 系中，某一给定组分的总浓度，等于各有 关组分平衡浓度之和。
例如：浓度为c(mol.L-1)的HAc溶液的物 质均衡 c(HAc)=[HAc]+[Ac-]
电荷均衡（CBE) ： 根据电中性原则，
溶液中正离子的总电荷数与负离子的总电
荷数恰好相等。
H3O+＋ClO4－ H3O+＋HSO4－ H3O+＋Cl－ H3O+＋NO3－
17
将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子 （在这里是水化质子H3O+）水平的效应称 为拉平效应(leveling effect)。具有拉平效应 的溶剂称为拉平性溶剂。
18
而冰醋酸可把上述这些酸的强度区分开来，溶 剂 的 这 种 作 用 称 为 区 分 效 应 (differentiating effect)，这种溶剂便称为区分溶剂。 一般而言，酸性溶剂可以对酸产生区分效应， 而对碱产生拉平效应，碱性溶剂则可对碱产生 区分效应，而对酸产生拉平效应。
酸碱质子理论与酸碱平衡PPT课件
NH3 ．H2O
. OH - + NH4+
NH4Cl
Cl- + NH4+
E.同离子效应
定义：
在弱电解质溶液中，当加入一种与弱电 解质具有相同离子的强电解质时，使弱 电解质的电离度降低的现象。
几点说明：
1．使电离平衡向左移动； 2．结果总是α↓； 3．Ki不变；
（一） 弱酸、弱碱的解离平衡
反应的平衡常数Ks →溶剂的质子自递常数； H2O 既能接受质子又能给出质子→两性物质； 发生在水分子间的质子转移→水的质子自递反应
（一）水的质子自递常数
H2O + H2O
H3O+ + OH－
k [H 3O ][OH ] /[ H 2O]2
k[H2O]2 [H3O ][OH ] kW
pH<7：酸性； pH=7：中性; pH>7: 碱性； pOH=-lg[OH-]， pH+pOH=14（25 ℃）
6.2 弱酸弱碱的解离平衡
一、强电解质与弱电解质 强电解质：
在水溶液中能全部电离成阴、阳离子 的电解质称为强电解质。
(如NaCl = Na+ + Cl—)
强电解质包含：
强酸——如硫酸、盐酸、硝酸、高氯酸， 强碱——氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡 绝大多数盐。
共轭碱
+
Ac-
+
NH3 CO32-
H5Y+
+
+
H+
+
酸
质子 + 碱
HCl
H+ + C1－
NH4+
H+ + NH3
第三章酸碱平衡理论ppt课件
ceq(OH-) = ceq(H+)+ ceq(HCO3-) +2ceq(H2CO3)
+2H+
如二元弱碱碳酸钠水溶液:
得： H3PO4 H3O+（H+） 零水准： H2PO4- H2O 失： HPO42- PO43- OH- 质子条件式:
电荷平衡式 在平衡状态下，正电荷的总量应等于负电荷的总量，溶液总是呈电中性。 醋酸溶液 氢氧化钠溶液 碳酸钠溶液
质子条件式 在平衡状态下，酸失去质子的总数与碱得到质子的总数应相等。这种平衡的数量关系就是质子条件式。
确立零水准
建立质子条件式
化学反应等温式，标准吉布斯函数与标准平衡常数的关系。
最早的关于化学平衡的概念只是实验事实的总 结，因而得到的是实验平衡常数。以K表示，量纲 为 。在SI和国家标准中不存在K这样的物理量。
严格讲，对于实际溶液的反应，在 表达式中应使用活度 。若不涉及严密的理论处理，一般使用相对浓度 。
－H+
－2H+
－H+
+ H+
+ H+
两性物质溶液- NaH2PO4溶液:
HCl = H+ +Cl- H2O = H+ +OH-
质子条件式:
HCl水溶液:
NaOH = Na+ + OH- H2O = H+ +OH-
质子条件式:
ceq(OH-)= c(NaOH) + ceq(H+)
当 时， ， 为主要存在形式。 当 时， 为主要存在形式。 当 时， 为主要形式。
ceq(OH-)=ceq(H+) +ceq(HAc)
酸碱理论
1963年，皮尔逊提出软硬酸碱理论（HSAB理论） 年 皮尔逊提出软硬酸碱理论（ 理论） 理论
1. 定义 2. 内容
•硬酸：原子体积小，正电荷高，极化性低的特点 ，即外层 硬酸：原子体积小，正电荷高，极化性低的特点 硬酸 电子抓得紧。包括ⅠA ⅡA、ⅢA、ⅢB、 ⅠA、 锕系阳离子； 电子抓得紧。包括ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅢB、镧、锕系阳离子； 较高氧化态的轻d过渡金属阳离子， 较高氧化态的轻d过渡金属阳离子，如Fe3+、Cr3+、Si4+ •软酸：体积大，正电荷低或等于0，极化性高的特点 ，即外 软酸：体积大，正电荷低或等于 ，极化性高的特点 软酸 层电子抓得松，包括较低氧化态的过渡金属阳离子和较重过 层电子抓得松，包括较低氧化态的过渡金属阳离子和较重过 渡金属。 渡金属。如Cu+ Hg+ Cd2+ •硬碱：特点：极化性低，电负性高，难氧化，也就是外层电 硬碱：特点：极化性低，电负性高，难氧化， 硬碱 子抓得紧，难失去， 子抓得紧，难失去，如F- NH3 NO3•软碱：特点：极化性高，电负性低，易氧化， 如 I- H 软碱：特点：极化性高，电负性低，易氧化， 软碱 CO R2S
(路易斯酸 +
• 摆脱了溶剂或离子的限制， 优：摆脱了溶剂或离子的限制，适用于 物质的普遍组分， 物质的普遍组分，被广泛采用
（1.） 路易斯酸的分类 ） 配位化合物中的金属阳离子，例如[Fe(H2O)6]3+和 ★ 配位化合物中的金属阳离子，例如 [Cu(NH3)4]2+中的 3+离子和 2+离子。 中的Fe 离子和Cu 离子。
(3.) 酸碱反应的基本类型
A + :B A—B 配位反应
第一类反应叫配合物形成反应 是最简单的一类路 第一类反应叫配合物形成反应, 配合物形成反应 易斯酸碱反应，或是酸与碱在惰性溶剂中发生的反应， 易斯酸碱反应，或是酸与碱在惰性溶剂中发生的反应， 或是反应物与溶剂本身的反应，或发生在气相的反应： 或是反应物与溶剂本身的反应，或发生在气相的反应：
1酸碱理论-课程思政 化学
定之否定规是电离出的阳离子都是H+的物质都是酸 凡是电离出的阴离子都是OH-的物质都是碱
酸碱中和产物就是盐和水。
Na2CO3是纯碱，是盐。但其水溶液显碱性。
★在科学的道理上，我们要学会分析、学会批判、 学会求证，不断探索、不断创新，不断进步。
1.1 酸碱质子理论
大学化学
成都工业学院 主讲：李强林
大学化学
第五章 酸碱平衡与酸碱滴定 第一节 酸碱理论
1.1 酸碱理论的发展
酸碱
1887年 瑞典化学家 阿仑尼乌斯
酸碱 电子
质子
理论 1923年
酸碱电 理论 1923年
离理论
丹麦化学家 布朗斯特
美国物理学家 路易斯
英国化学家
劳瑞
★酸碱理论的演变——科学真理的发展符合否
NH3 + H+ = NH4+
碱
酸
NH3 (l) = NH2-(l) + H+ (l)
酸
碱
2、酸碱反应的实质——质子传递
例：
+
=+
课堂练习一
HCO3-的共轭酸是（ H2CO3 ）；其共轭碱是（ CO3 2-）。
A、CO32-
B、HCO3- C、H2CO3
• H2PO4-的共轭酸是（ H3PO4 ）；其共轭碱是（ HPO4- ）。
1.酸、碱的定义 凡是能给出质子（H+）的物质都是酸 凡是能接受质子（H+）的物质都是碱
酸—— H+给予体 碱—— H+接受体
酸给出质子后变为碱，碱接受质子后变为酸。
酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱
通式 酸
H+ + 碱 酸碱半反应
第一节酸碱理论概述ppt课件
意义：酸碱溶剂理论扩展了酸碱电离理论，扩大了酸 碱的范畴，可以在非水溶液中使用。
局限性：1、只适用于溶剂能离解成正、负离子的系统 2、不适用于不能离解的溶剂及无溶剂体系
❖三、酸碱质子理论
要点
1923年丹麦化学家布朗斯特(J.N.Brönsted)与英国 化学家劳莱(T.M.Lorry) 提出了酸碱质子理论
劳莱 路易斯
G.N.Lewies
佩尔松
Pearson
瑞典化学家 美国科学家 丹麦化学家 英国化学家
美国化学家 美国化学家
水中电离出 H+和OH-
电离出溶剂 正负离子 给出质子和 接受质子
接受和给出 电子对
将路易斯酸 碱分为软硬 交界酸碱
在以上的酸碱理论中，酸碱电离理论只 适用于水溶液；酸碱溶剂理论有较大的 局限性很少应用；酸碱质子理论既适用 于水溶液也适用于非水溶液；酸碱的电 子理论主要应用在配位化学与有机化学 中；软硬酸碱理论也只局限于配位化合 物的形成中。
四、酸碱的电子理论
1923年，美国化学家路易斯 (G.N.Lewis)提出了酸碱的电子理论。
要点： 酸—凡是能够接受电子对的分子或离子都是酸； 碱—凡是能够给出电子对的分子或离子都为碱。 如： H+为酸，OH-为碱，是因为：
H ++ OH- == H2O
氨为碱，因为NH3可以提供电子对。
H+ + NH3 == NH4+
例 :已知NH 3的Kb 1.8 10 5 , 计算NH 4的Ka
解：NH4+ 是 NH3的共轭酸，所以
KaБайду номын сангаас
Kw Kb
1.0 1014 1.8 105
5.6 1010
局限性：1、只适用于溶剂能离解成正、负离子的系统 2、不适用于不能离解的溶剂及无溶剂体系
❖三、酸碱质子理论
要点
1923年丹麦化学家布朗斯特(J.N.Brönsted)与英国 化学家劳莱(T.M.Lorry) 提出了酸碱质子理论
劳莱 路易斯
G.N.Lewies
佩尔松
Pearson
瑞典化学家 美国科学家 丹麦化学家 英国化学家
美国化学家 美国化学家
水中电离出 H+和OH-
电离出溶剂 正负离子 给出质子和 接受质子
接受和给出 电子对
将路易斯酸 碱分为软硬 交界酸碱
在以上的酸碱理论中，酸碱电离理论只 适用于水溶液；酸碱溶剂理论有较大的 局限性很少应用；酸碱质子理论既适用 于水溶液也适用于非水溶液；酸碱的电 子理论主要应用在配位化学与有机化学 中；软硬酸碱理论也只局限于配位化合 物的形成中。
四、酸碱的电子理论
1923年，美国化学家路易斯 (G.N.Lewis)提出了酸碱的电子理论。
要点： 酸—凡是能够接受电子对的分子或离子都是酸； 碱—凡是能够给出电子对的分子或离子都为碱。 如： H+为酸，OH-为碱，是因为：
H ++ OH- == H2O
氨为碱，因为NH3可以提供电子对。
H+ + NH3 == NH4+
例 :已知NH 3的Kb 1.8 10 5 , 计算NH 4的Ka
解：NH4+ 是 NH3的共轭酸，所以
KaБайду номын сангаас
Kw Kb
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第一章 酸碱理论PPT课件
35
例4：试推测下列酸的强度
HClO HBrO HIO 这些酸属于同一类型，非羟其氧数相 同，但由于成酸元素的电荷及吸电子能力 的强度不同或R-O键长不同，它们的酸性也 不同。Cl的电负性比Br强、Cl-O比I-O键的 键长短。所以酸的强弱应为：
酸的强度为：HClO>HBrO>HIO
编辑版pppt
通常R+n的电荷高，半径大时，结合的OH基团数 目多。当R+n的电荷高且半径小时，例如Cl+7应能结合 七个OH基团，但是由于它的半径太小(0.027nm)，容 纳不了这许多OH，势必脱水，直到Cl+7周围保留的异 电荷离子或基团数目，既能满足Cl+7的氧化态又能满 足它的配位数。处于同一周期的元素，其配位数大致 相同。
水的情况下，电离理论又无法适应。如HCl的苯溶
液是酸还是碱。
编辑版pppt
2
酸碱理论
二、酸碱质子理论（布朗斯特-劳莱理论）
1、酸碱的定义
酸：凡能给出质子的物质都是酸。
碱：凡能接受质子的物质都是碱。
酸和碱可以是分子或离子。如HCl、NH4+、 HSO4-是酸；Cl-、NH3、HSO4-是碱。
如：HCl H+ + Cl-
NH4+ + OH- H2O + NH3
酸1
碱2
酸2 碱1 编辑版pppt
11
酸碱理论
通过上面的分析看出，酸碱质子理论扩大了酸碱 的含义和酸碱反应的范围，摆脱了酸碱必须在水中发 生的局限性，解决了一些非水溶剂或气体间的酸碱反 应，并把水溶液中进行的离子反应系统地归纳为质子 传递的酸碱反应。
这样，加深了人们对于酸碱和酸碱反应的认识。 关于酸碱的定量标度问题，酸碱质子理论亦能象电离 理论一样，应用平衡常数来定量地衡量在某溶剂中酸 或碱的强度，这就使酸碱质子理论得到广泛应用。
路易斯酸碱理论.pptx
-lowry acid-base model
1.1 定义 Definition 1.2 共轭酸碱对 Conjugate acid1.3 布朗ba斯se特p平a衡ir Brfnsted’s
equilibrium
1.4 酸碱性强弱与分子结构的关系 Relation between the
molecular structure and the acidity
理论中都是离子酸或离子碱。
第7页/共64页
第8页/共64页
Question 1
下列各对中哪一个酸性较强?
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
S[[HHHFAi3C(2elPOC(l(HOOHHrO2234)OO和和44和和))H6H6]G]H3C23＋S＋eMlO和O(和On44[O[HGF4)ea4((HH22OO))66]]23＋＋
HI HClO 4 HCl H2SO4 HNO 3
同样，酸越强，其共轭碱越弱；碱越强， 其共轭酸越弱。
第20页/共64页
Question 3 用拉平效应概念讨论水溶液中的碱
CO
23,
O2－,ClO
4
,NO
3
(1) 哪些碱性太强以致无法用实验研究？
(2) 哪些碱性太弱以致无法用实验研究？
Kaθ 值 大 于 1 的 酸 叫 强 酸 (Strong acid)K，aθ 值小于1
的酸叫弱酸(Weak acid)。
2. 表中的 Kaθ 值跨越24个数量级，常 使用更方便的常数 pKaθ 代替。
pKaθ lgKaθ
pH ＝ －lg{c(H3O+)/mol·dm-3} pOH ＝－lg{c(OH-)/mol·dm-3}
HF(aq) + NH3(aq) → NH4+ (aq) + F– (aq)
1.1 定义 Definition 1.2 共轭酸碱对 Conjugate acid1.3 布朗ba斯se特p平a衡ir Brfnsted’s
equilibrium
1.4 酸碱性强弱与分子结构的关系 Relation between the
molecular structure and the acidity
理论中都是离子酸或离子碱。
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第8页/共64页
Question 1
下列各对中哪一个酸性较强?
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
S[[HHHFAi3C(2elPOC(l(HOOHHrO2234)OO和和44和和))H6H6]G]H3C23＋S＋eMlO和O(和On44[O[HGF4)ea4((HH22OO))66]]23＋＋
HI HClO 4 HCl H2SO4 HNO 3
同样，酸越强，其共轭碱越弱；碱越强， 其共轭酸越弱。
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Question 3 用拉平效应概念讨论水溶液中的碱
CO
23,
O2－,ClO
4
,NO
3
(1) 哪些碱性太强以致无法用实验研究？
(2) 哪些碱性太弱以致无法用实验研究？
Kaθ 值 大 于 1 的 酸 叫 强 酸 (Strong acid)K，aθ 值小于1
的酸叫弱酸(Weak acid)。
2. 表中的 Kaθ 值跨越24个数量级，常 使用更方便的常数 pKaθ 代替。
pKaθ lgKaθ
pH ＝ －lg{c(H3O+)/mol·dm-3} pOH ＝－lg{c(OH-)/mol·dm-3}
HF(aq) + NH3(aq) → NH4+ (aq) + F– (aq)
酸碱平衡和沉淀平衡 ppt课件
有机化合物如乙醇CH3CH2OH可看作是(酸)和 OH-碱以配位键结合而成的酸碱配合物C2H5←OH
酸碱电子理论对酸碱的定义，摆脱了体系必须具 有某种离子或元素也不受溶剂的限制，以电子的给出 和接受来说明酸碱的反应，故它更能体现物质的本质 属性，较前面几个酸碱理论更为全面和广泛。但是由 其对酸碱的认识过于笼统，因而不易掌握酸碱的特征。
强碱具有高度接受质子的能力。如OH-、PO43离子等。
酸碱平衡和沉淀平衡
酸及其共轭碱
酸
共轭碱
名称
化学式
化学式
名称
高氯酸 硫酸
硫酸氢根 水合氢离子
水 铵离子
氨 氢溴酸
HClO4
ClO4-
H2SO4
HSO4-
HSO4-
SO42-
H3O+
H2O
H2O
OH-
NH4+
NH3
NH3
NH2-
HBr酸碱平衡和沉淀平衡Br -
酸1 碱2
酸2 碱1
弱酸给出质子的能力很弱，其共轭碱则较强， 因此反应程度很小，为可逆反应(相当于电离理论的 部分电离)。
HAc + H2O H3O++Ac-
酸1 碱2
酸2 碱1 酸碱平衡和沉淀平衡
氨和水的反应，H2O给出质子，由于H2O是弱 酸所以反应程度也很小，是可逆反应(相当于NH3在 水中的电离过程)。
(1)电离作用： 根据酸碱质子理论的观点，电离作用就是水与 分子酸碱的质子传递反应。 在水溶液中，酸电离时放出质子给水，并产生 共轭碱。
酸碱平衡和沉淀平衡
强酸给出质子的能力很强，其共轭碱则较弱， 几乎不能结合质子，因此反应几乎完全进行(相当于 电离理论的全部电离)。
酸碱电子理论对酸碱的定义，摆脱了体系必须具 有某种离子或元素也不受溶剂的限制，以电子的给出 和接受来说明酸碱的反应，故它更能体现物质的本质 属性，较前面几个酸碱理论更为全面和广泛。但是由 其对酸碱的认识过于笼统，因而不易掌握酸碱的特征。
强碱具有高度接受质子的能力。如OH-、PO43离子等。
酸碱平衡和沉淀平衡
酸及其共轭碱
酸
共轭碱
名称
化学式
化学式
名称
高氯酸 硫酸
硫酸氢根 水合氢离子
水 铵离子
氨 氢溴酸
HClO4
ClO4-
H2SO4
HSO4-
HSO4-
SO42-
H3O+
H2O
H2O
OH-
NH4+
NH3
NH3
NH2-
HBr酸碱平衡和沉淀平衡Br -
酸1 碱2
酸2 碱1
弱酸给出质子的能力很弱，其共轭碱则较强， 因此反应程度很小，为可逆反应(相当于电离理论的 部分电离)。
HAc + H2O H3O++Ac-
酸1 碱2
酸2 碱1 酸碱平衡和沉淀平衡
氨和水的反应，H2O给出质子，由于H2O是弱 酸所以反应程度也很小，是可逆反应(相当于NH3在 水中的电离过程)。
(1)电离作用： 根据酸碱质子理论的观点，电离作用就是水与 分子酸碱的质子传递反应。 在水溶液中，酸电离时放出质子给水，并产生 共轭碱。
酸碱平衡和沉淀平衡
强酸给出质子的能力很强，其共轭碱则较弱， 几乎不能结合质子，因此反应几乎完全进行(相当于 电离理论的全部电离)。
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两个共轭酸碱对之间的质子传递
● 酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱 ● 反应总是向生成相对较弱的酸和碱的方向进行 ● 对于某些物种，是酸是碱取决于参与的具体反应 •优点 •酸碱概念扩大到所有的质子体系，适用于水溶液，非 水溶液，气相溶液，无溶剂体系。 •缺点 •只适用于包含有质子转移的反应。如 BaO+8SO3
2、酸碱溶剂理论
• Franklin 1905年提出：“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；该 溶剂的特征阴离子的溶质称作碱；酸碱反应即溶剂 特征阳离子与阴离子化合而生成溶剂分子。”
•溶剂自身电离
•2H2O = H3O++OH•2N2H2NO2HS4O=3 N4==OH+N3+SHNO4O+4++3+-NHHS2O- 42SO2=SO++SO32BrF3=BrF2++BrF4-
第二章 酸碱和溶液化学
1
•
§2－1 酸碱理论
• 最初的认识
•酸: 酸味,使石蕊试纸变红,与碱反应生成水 •碱:涩味, 滑腻感,使石蕊试纸变蓝
•认识片面,未触及本质
2
•
• 1、酸碱电离理论
1887年
•
阿累尼乌斯(S.A.Arrhenius)
• 凡在水溶液中产生H＋的物质叫酸，
• 而在水溶液中产生OH－的物质叫碱。
Na2O KCN K Zn
盐
Na2+SO42K4+[Fe(CN)6]4K+ClZn2+[SnCl4]2-
SO3 结合O2－ Fe(CN)2 结合CNCl2结合一个电子 SnCl4 结合2 个电子
•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。
11
•6、氧离子理论
酸
碱
HCl NaOH
NH4NO3 NaNH2 H2S2O7 NaHSO4 NOCl NH4 NO3
SOCl Cs2SO3 SbF 5 AgF
酸碱反应
HCl+NaOH=NaCl+H2O NH4NO3+NaNH2=NaNO3+2NH3
H2S2O7 +NaHSO4=NaHS2O7 + H2SO4
NOCl+ NH4 NO3=NH4Cl+2 N2O4 2SOCl + Cs2SO3 = 2CsCl +2SO2
Svante August Arrhenius
• 酸碱中和反应是H＋和OH－结合生成H2O的过程瑞。典化”学家
•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) 3
4、酸碱电子理论
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。
5
3、酸碱质子理论
•定义
酸: 反应中能给出质子的分子或离子（质子给 予体）；碱: 反应中能接受质子的分子或离子
1923年
Brfnsted
J
N
（质子接受体 ）
丹麦物理化学家
酸碱反应指质子由给予体向接受体的转移过程
气相中
溶剂中
水 是 两 性
HF(g) + H2O(l) →H3O+(aq) + F–(aq) HF(aq) + NH3(aq) → NH4+(aq) + F– (aq)
H2O(l) + NH3(aq) →OH –(aq) + NH4+(aq) H2S(aq) + H2O (l) →H 3O+ (aq) + HS-(aq)
6
•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)。
SbF 5+ AgF =AgSbF6
•NH4Cl+2NH3 = 2 NH4++NH2- + Cl-
•KF+BrF3=K++BrF4-
SbF5+ BrF3 = BrF2++SbF46-
•优点
把水溶液中的一套推广到非水溶液中去
•缺点
•只适用于能自电离的溶剂体系中，不适用于不 电离的溶剂（如苯、氯仿）中的酸碱体系及无溶 剂的酸碱体系. 如气相反应 : HCl+NH3
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+、 [子Fe、(H阳2O离)6子]3+()[A、l(阴H2离O子)5((OHH2P)]O2+4)-、、阴HC离O子3-)(S；2 -碱、也Ac可-、以H是C分O37)
酸碱反应的实质
•鲁克斯提出：“酸是氧离子的接受体，碱是氧离子 的给予体。”
•碱＝酸＋O2－ •SO42－＝SO3＋O2－ • BaO=Ba2++O2•酸碱反应： 碱
酸
盐
•
CaO(S) + SO3(l,g) CaSO4(S)
•CaO＝Ca2+＋O2－
•优点：特别适用于高温下氧化物之间的反应
•不同酸碱理论各有侧重，没有对错之分，只有方
(CH3)2COI2
配合物)
• 优：摆脱了溶剂或离子的限制，立论于 物质的普遍组分，被广泛采用
10
5、酸碱正负理论
• 苏联化学家乌萨维奇1939年提出：“能放出阳离子 或结合阴离子（电子）的物质为酸；能放出阴离子 （电子）或结合阳离子的物质为碱。
•酸
＋碱
• SO3 • Fe(CN)2 • Cl2 • SnCl4
便性的差异
12
•2. 质子酸的酸性和周期性 NhomakorabeaLewis G N 美国物理化学家
9
第一列
Fe3+
+
Cu2+
+
H+
+
BF3
+
AlCl3 +
SiF4
+
CO2
+
I2
+
(路易斯酸 +
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– HHCCOO33–-
● 酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱 ● 反应总是向生成相对较弱的酸和碱的方向进行 ● 对于某些物种，是酸是碱取决于参与的具体反应 •优点 •酸碱概念扩大到所有的质子体系，适用于水溶液，非 水溶液，气相溶液，无溶剂体系。 •缺点 •只适用于包含有质子转移的反应。如 BaO+8SO3
2、酸碱溶剂理论
• Franklin 1905年提出：“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；该 溶剂的特征阴离子的溶质称作碱；酸碱反应即溶剂 特征阳离子与阴离子化合而生成溶剂分子。”
•溶剂自身电离
•2H2O = H3O++OH•2N2H2NO2HS4O=3 N4==OH+N3+SHNO4O+4++3+-NHHS2O- 42SO2=SO++SO32BrF3=BrF2++BrF4-
第二章 酸碱和溶液化学
1
•
§2－1 酸碱理论
• 最初的认识
•酸: 酸味,使石蕊试纸变红,与碱反应生成水 •碱:涩味, 滑腻感,使石蕊试纸变蓝
•认识片面,未触及本质
2
•
• 1、酸碱电离理论
1887年
•
阿累尼乌斯(S.A.Arrhenius)
• 凡在水溶液中产生H＋的物质叫酸，
• 而在水溶液中产生OH－的物质叫碱。
Na2O KCN K Zn
盐
Na2+SO42K4+[Fe(CN)6]4K+ClZn2+[SnCl4]2-
SO3 结合O2－ Fe(CN)2 结合CNCl2结合一个电子 SnCl4 结合2 个电子
•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。
11
•6、氧离子理论
酸
碱
HCl NaOH
NH4NO3 NaNH2 H2S2O7 NaHSO4 NOCl NH4 NO3
SOCl Cs2SO3 SbF 5 AgF
酸碱反应
HCl+NaOH=NaCl+H2O NH4NO3+NaNH2=NaNO3+2NH3
H2S2O7 +NaHSO4=NaHS2O7 + H2SO4
NOCl+ NH4 NO3=NH4Cl+2 N2O4 2SOCl + Cs2SO3 = 2CsCl +2SO2
Svante August Arrhenius
• 酸碱中和反应是H＋和OH－结合生成H2O的过程瑞。典化”学家
•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) 3
4、酸碱电子理论
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。
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3、酸碱质子理论
•定义
酸: 反应中能给出质子的分子或离子（质子给 予体）；碱: 反应中能接受质子的分子或离子
1923年
Brfnsted
J
N
（质子接受体 ）
丹麦物理化学家
酸碱反应指质子由给予体向接受体的转移过程
气相中
溶剂中
水 是 两 性
HF(g) + H2O(l) →H3O+(aq) + F–(aq) HF(aq) + NH3(aq) → NH4+(aq) + F– (aq)
H2O(l) + NH3(aq) →OH –(aq) + NH4+(aq) H2S(aq) + H2O (l) →H 3O+ (aq) + HS-(aq)
6
•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)。
SbF 5+ AgF =AgSbF6
•NH4Cl+2NH3 = 2 NH4++NH2- + Cl-
•KF+BrF3=K++BrF4-
SbF5+ BrF3 = BrF2++SbF46-
•优点
把水溶液中的一套推广到非水溶液中去
•缺点
•只适用于能自电离的溶剂体系中，不适用于不 电离的溶剂（如苯、氯仿）中的酸碱体系及无溶 剂的酸碱体系. 如气相反应 : HCl+NH3
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+、 [子Fe、(H阳2O离)6子]3+()[A、l(阴H2离O子)5((OHH2P)]O2+4)-、、阴HC离O子3-)(S；2 -碱、也Ac可-、以H是C分O37)
酸碱反应的实质
•鲁克斯提出：“酸是氧离子的接受体，碱是氧离子 的给予体。”
•碱＝酸＋O2－ •SO42－＝SO3＋O2－ • BaO=Ba2++O2•酸碱反应： 碱
酸
盐
•
CaO(S) + SO3(l,g) CaSO4(S)
•CaO＝Ca2+＋O2－
•优点：特别适用于高温下氧化物之间的反应
•不同酸碱理论各有侧重，没有对错之分，只有方
(CH3)2COI2
配合物)
• 优：摆脱了溶剂或离子的限制，立论于 物质的普遍组分，被广泛采用
10
5、酸碱正负理论
• 苏联化学家乌萨维奇1939年提出：“能放出阳离子 或结合阴离子（电子）的物质为酸；能放出阴离子 （电子）或结合阳离子的物质为碱。
•酸
＋碱
• SO3 • Fe(CN)2 • Cl2 • SnCl4
便性的差异
12
•2. 质子酸的酸性和周期性 NhomakorabeaLewis G N 美国物理化学家
9
第一列
Fe3+
+
Cu2+
+
H+
+
BF3
+
AlCl3 +
SiF4
+
CO2
+
I2
+
(路易斯酸 +
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– HHCCOO33–-