路易斯酸碱

路易斯酸碱
    路易斯酸碱概念的范围非常广泛。常见的路易斯酸为有空轨道的分子或正离子,如AlCl3,BF3,FeCl3,ZnCl2,Ag+.,R,Br,NO2等。路易斯碱为具有未共用时的分子或负离子,如NH3,ROH,X,OH,RO等。
    路易斯酸具有接受电子对的能力,具有亲电性,因而它是亲电试剂。路易斯碱具有给出电子对的能力,具有亲核性,是亲核试剂。路易斯酸碱的强弱,即是试剂亲电性或亲核性的强弱。因此,路易斯酸碱概念以及亲电、亲核概念,是学习有机反应机理必须掌握的基础概念。
有机化学中也常用路易斯所提出的概念来理解酸和碱,即凡是能接受外来电子对的都叫做酸,凡是能给予电子对的都叫做碱。按此定义,路易斯碱就是布朗斯特定义的碱。例如(5)式中的NH3,它可以接受质子,所以是布伦斯特定义的碱;但它在和共青团中央微博H结合时,是它的氮原子给予一对电子而和H键,所以它又是路易斯碱。路易斯酸则和布朗斯特酸略有不同。例如质子H,按布朗斯特定义它不是酸,按路易斯定义它能接受外来电子对所以是酸。又例如,按布朗斯特定义,HClH2SO4等都是酸,但按路易斯定义,它们本身不能成为酸,
它们所给出的质子才是酸。
 
反之,有些化合物按布朗斯特定义不是酸。但按路易斯定义却是酸。例如,在有机化学中常见的试剂氟化硼和三氯化铝
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在一般的有机化学资料中,一般泛称的酸碱,都是指按布朗斯特定义的酸碱。当需要涉及
路易斯酸碱概念时,则都专门指出它们是路易斯酸碱.
 1830年,阿伦尼乌斯从他自己的电离理论出发,提出酸和碱的定义,这就是现行初中课本教给我们的酸碱定义——               
在水溶液中,电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物叫酸。电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物叫碱                   
到了高中,课本又告诉我们,在水溶液中,电离过程是在水分子的作用下发生的,所以,酸和碱的定义又变为——               
在水溶液中,能电离出民族同化水合氢离子H3O+)的化合物叫酸,能电离出水合氢氧根离子的化合物叫碱                   
OO 伦尼乌斯的酸碱理论,能够解释许多实验事实(各种水溶液的不同导电能力、电镀实践……),但也存在局限,例如,它对氨水为什么是碱的解释就与实验事实不符。                   
阿氏理论认为                   
NH3 + H2O→NH4OH→NH4+ + OH-                   
虽然NH4+ 别的途径可以得到(例如从NH4Cl水溶液得到),                   
却从未发现过NH4OH分子的存在!即,NH4OH是个子虚乌有的化合物,是为了保障阿氏酸碱理论自圆其说而平空硬造的,                   
再者,阿氏酸碱理论也只适用于水溶液,                 
二、为了摆脱困境,1923年,布朗斯特和劳莱提出酸碱质子理论:
任何能放出质子的物质都是酸,任何能接受质子的物质都是碱                   
OO根据这个理论,酸放出质子后,余下的那部分就是碱,反过来,碱接受质子后就成为酸,即kis2009           
→ ← + H+                   
这称为共轭关系                   
OO 酸放出质子,必须有碱来接受,因此有                   
1 + 2→ ←2  + 1——牵引力控制系统1                 
这实质上是个质子传递过程。酸1叫碱1的共轭酸,碱2叫酸2的共共轭碱.
OO 由于质子酸碱理论很抽象,我认为不宜用它讨论中学问题。
三、也是在1923年,路易斯提出了路易斯酸碱理,它是用给予和接受电子对来定义酸和碱的,把路易斯酸分类,又提出硬酸和软酸的概念。                 
OO 由于路易斯酸碱理论比质子酸碱理论更抽象,我认为更其不宜用它讨论中学问题
 
化学中酸和碱的概念是在科学发展过程中不断更新的.在19世纪末奥斯特瓦尔德的影响下,根据电解质离解的理论,化学界中形成了这样的概念:氢离子是酸性的体现者,酸的强度与浓度成正比;氢氧离子则是碱性的体现者,碱的强度与浓度成正比。因而,酸碱中和作用就是氢离子和氢氧离子相互作用生成水的反应。在当时,这一概念经过测定不同的
酸碱的中和热证明是符合事实的。与此同时,人们在实验中发现,除去杂质的纯水具有微弱的导电性。因此,在水中游离的的氢离子和氢氧根离子存在,而且,当时的人们已测定水中离子的浓度积为10-14。当时通常认为水的离解可能用下列方程表示:2H2O=H3O++OH-代数学,其生成物是氢氧根离子。
  同时,在25℃时测定纯水的导电率,得出H+和OH-两种粒子的浓度均为10-7mol/L。1909年,哥本哈根的化学家索伦森又提出了用氢离子浓度的负对数PH来表示氢离子浓度。
虽然为,根据电解质离解学说的原理,似乎关于酸和碱的概念已经很明确,但是在20世纪初由于发现了许多新的实验事实,关于酸和碱的确切定义的问题又被提出来了。在当时的许多新发现中,最具代表性的事实乃是在醋酸钠对盐酸进行库仑已法滴定时,所得到的滴定曲线和用碱滴定盐酸时得到的曲线颇为相似。
早在1908年,英国曼彻斯特的科学家拉普斯根据测定水对醇溶液中酯化作用的影响提出,酸是氢离子的给予体(即质子的给予体),碱则是氢离子的接受体。1923年,英国剑桥大学的教授洛里和丹麦布朗斯台德,以及同是丹麦人的比约鲁姆都同时而又各自独立地扩展
了这些概念。在3人之中,布朗斯台德将酸碱理论发展得最完备。根据布氏的理论,酸应该是能给出质子的各种分子或离子(即质子给予接受体)。
依据布朗斯台德的观点来看,铵离子应该看成是酸,原因是它能够给出质子而生成NH3;氨因此是碱,原因是它能够接受质子。推而广之,则酸中的阴离子可以看作碱。所以,酸所生成的盐,理所应当呈碱性。布朗斯台德的理论进一步论证了不含氢的基(或离子)做质子给予体所需的条件。
同在1923年,路易斯提出了更一般性的酸碱理论,并于1928年将其进一步发展。在这里,路易斯把原子价的电子学说作为他的新理论的基础。据此,他认为碱是含有孤电子对的任何分子;酸是能够与这种孤电子对相结合的基或分子。路易斯的酸碱理论认为,O、SO3、H+、NH4+等都是酸;而CN-、OH-等都是碱。用路易斯的理论可以解释许多问题,诸如在滴定不含氢离子的溶液时,指示剂的颜为什么会改变等等。  在路易斯等人之后,苏联化学家乌萨诺维奇于1939年又提出了一种新的关于酸碱反应;不含质子的物质大都可以看成是酸或碱。其实,乌萨诺维奇的理论在布朗斯台德理论的基础上对其作了很大的扩展,结果使之包罗万象。他认为阳离子或阴离子或电子接受体都是酸;能够接受任何阳离子或
阴离子和电子的物质都是碱。如此一来,他把盐的生成反应,甚至氧化还原反应都看成酸碱的反应过程了。因此,酸碱的概念本身愈加模糊不清。
  布朗斯台德也好,路易斯和乌萨诺维奇也好,他们的理论各有利弊,关于酸和碱的概念及其理论有待进一步完善。

本文发布于:2024-09-22 20:31:49,感谢您对本站的认可!

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标签:理论   酸碱   质子   氢离子   概念   离子   提出   分子
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