酸堿質(zhì)子理論
簡(jiǎn)介
水是兩性物質(zhì),因此依反應(yīng)物的不同,水可能是酸(釋放質(zhì)子),也可能是堿(接受質(zhì)子)。例如在水和乙酸的反應(yīng)中,水扮演堿的角色:
生成物之一的乙酸根離子 CH3COO 是乙酸的共軛堿,而水合氫離子H3O 則是水的共軛酸。
而在水和氨的反應(yīng)中,水扮演酸的角色,其反應(yīng)式如下:
水提供一個(gè)氫離子給氨,而氫氧根離子則是水的共軛堿。
強(qiáng)酸(如鹽酸)會(huì)完全解離,而弱酸(如乙酸)只會(huì)部分解離。酸度系數(shù)pKa 是酸解離程度的指標(biāo),也可用來判斷酸的強(qiáng)弱。
許多的化合物均可以依酸堿質(zhì)子理論的方式,依其和水反應(yīng)的情形,分類為酸或堿:如無機(jī)酸以及其衍生物(如磺酸、膦酸)、羧酸、胺、碳負(fù)離子、 1,3-二酮(如乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、米氏酸)……等。
酸堿質(zhì)子理論和酸堿電子理論的關(guān)系
路易斯堿可以提供電子對(duì),若此電子對(duì)可以和氫離子鍵結(jié),則此路易斯堿也是布朗斯特堿。因此酸堿質(zhì)子理論也可以適用在非水溶液的情形。一個(gè)給電子溶劑 S 可以用以下的方式接受氫離子:
在酸堿化學(xué)中典型的給電子溶劑,如二甲基亞砜或液氨,都有一個(gè)有孤對(duì)電子的氧原子或氮原子,可以和氫離子鍵結(jié)。
有些路易斯酸除了可以接收電子對(duì)外,也是布朗斯特酸。如鋁離子 Al 可以從水分子接受電子對(duì),如以下的反應(yīng)式
反應(yīng)所生成的水合鋁離子為弱的布朗斯特酸:
全反應(yīng)可以視為鋁離子的水解。
不過并非所有的路易斯酸都會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的布朗斯特酸,如鎂離子也是路易斯酸,可和六個(gè)水分子結(jié)合為水合鎂離子
但此例中沒有氫離子的轉(zhuǎn)移,因?yàn)樗湘V離子的Ka很?。↘a ~ 10),所釋放的氫離子很少,可以忽略不計(jì)。
硼酸可以用來說明一個(gè)在水中不會(huì)解離的布朗斯特酸,仍然可以提供氫離子給水(在此為一種布朗斯特堿)。其反應(yīng)為
硼酸在反應(yīng)中為路易斯酸,從一個(gè)水分子接收電子對(duì),再提供一個(gè)氫離子給另一個(gè)水分子,因此也是布朗斯特酸。
參見
酸堿電離論
酸堿電子理論
軟硬酸堿理論
資料來源
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