第二章酸碱和溶剂化学 基本要求 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 溶剂化学 水合焓非水质子溶剂体系(酸性质子溶剂碱性质子溶剂、 亲核质子溶剂类水两性溶剂) 非质子溶剂体系(van der Waalsi溶剂Lewis减溶剂 离子传递溶剂熔盐体系) 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 超酸和魔酸 习题:1,2,3,4,8
第二章 酸碱和溶剂化学 基 本 要 求 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 溶剂化学 水合焓 非水质子溶剂体系(酸性质子溶剂 碱性质子溶剂、 亲核质子溶剂 类水两性溶剂) 非质子溶剂体系(van der Waals溶剂 Lewis碱溶剂 离子传递溶剂 熔盐体系) 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 超酸和魔酸 习题:1,2,3,4,8
2.1酸碱概念 酸和碱不能简单地分别定义为在电离时会产生H+离 子和OH一离子的物质。 即使是酸,在水溶液中也不能产生游离的H+离子。 由于H+是一个裸露的原子核,其半径极小,为L+离 子半径的五万分之一,其电荷密度(e/r2)很大(为Li+离子 的2.5×10倍),易与水分子的氧生成氢键。换句话说,裸 露的原子核在水中是不可能稳定存在的,易被水合
酸和碱不能简单地分别定义为在电离时会产生H+离 子和OH-离子的物质。 即使是酸,在水溶液中也不能产生游离的H+离子。 由于H+是一个裸露的原子核,其半径极小,为Li+离 子半径的五万分之一,其电荷密度(e/r 2 )很大(为Li+离子 的2.5×109倍),易与水分子的氧生成氢键。换句话说,裸 露的原子核在水中是不可能稳定存在的,易被水合。 2.1 酸碱概念
H+(g)离子水合时放出大量的热量: H20 H+(g) H+(aq)H0=-1091.1kJ.mol-1 如此多的热量表明水合趋势很大,H+在水中是同水分子 结合在一起而存在的: 如H H H H0: H>0.H. H (H,O+) (H02+) 酸在水中产生的是H,O+(写成HO+是一种简化,意指H+ 是与H,O结合在一起的): H0.H OH]++CI- 此外,在某些离子型晶体中也存在氧离子HO+,如 H3O+ClO4
H+(g)离子水合时放出大量的热量: H+(g) H+(aq) △Hθ=-1091.1 kJ·mol-1 如此多的热量表明水合趋势很大,H+在水中是同水分子 结合在一起而存在的: 如 H H H H O: H O······H O H H (H3O+) (H5O2 +) 酸在水中产生的是H3O+(写成H3O+是一种简化, 意指H+ 是与H2O结合在一起的): H H H H 此外,在某些离子型晶体中也存在氧离子H3O+ ,如 H3O+ClO4 -。 O ······H Cl → [ O H]+ + Cl- H2O
2.1.1 Lewis电子酸碱理论及HSAS规则 Lewis(路易斯)电子酸碱理论 Lewist电子酸碱理论是一个广泛的理论,它完全不考虑溶剂, 实际上许多Lewis酸碱反应是在气相中进行的。在Liwis酸碱反应 中,一种粒子的电子对用来与另一种粒子形成共价键。“供给” 电子对的粒子是碱,而“接受”电子对的粒子是酸。反应可以写 成: A(酸)十:B(碱)A←-B 显然,路易斯酸应该有空的价轨道,这种轨道可以是σ轨道,也 可以是π轨道。而路易斯碱应该有多余的电子对,这些电子可以是 σ电子,也可以是π电子: 段 酸 右图示出Lewisi酸 碱的可能轨道重叠,左 边是酸的σ空轨道的情 形(π空轨道的情形未画 (a)g一电子给体 (b)π一电子给体 出) Lcws酸一碱的可能轨道重迭 (阴影区代表初始碱的电子密度)
2.1.1 Lewis电子酸碱理论及HSAS规则 右图示出Lewis酸 碱的可能轨道重叠,左 边是酸的空轨道的情 形(空轨道的情形未画 出)。 Lewis(路易斯)电子酸碱理论 Lewis电子酸碱理论是一个广泛的理论,它完全不考虑溶剂, 实际上许多Lewis酸碱反应是在气相中进行的。在Liwis酸碱反应 中,一种粒子的电子对用来与另一种粒子形成共价键。 “供给” 电子对的粒子是碱,而“接受”电子对的粒子是酸。反应可以写 成: A(酸)+:B(碱) A←B 显然,路易斯酸应该有空的价轨道,这种轨道可以是轨道,也 可以是轨道。而路易斯碱应该有多余的电子对,这些电子可以是 电子,也可以是电子:
根据这种反应的实质,可以把路易斯酸称作电子接受 体或亲电试剂,而把路易斯碱叫作电子给予体或亲核试剂。 属于路易斯酸的有: ①正离子,如Cu2+、Ni2+、A13+,这些金属离子包含 有可用于成键的未被占据的价轨道; ②含有价层未充满的原子的化合物,如BX3,A1X3; ③含有价层可扩展的原子的化合物,如SnCl4(利用外层 空d轨道) 属于路易斯碱有: ①阴离子; ②具有孤对电子的中性分子,如NH3、HO等; ③含π键的分子(可将π电子给出)
根据这种反应的实质,可以把路易斯酸称作电子接受 体或亲电试剂,而把路易斯碱叫作电子给予体或亲核试剂。 属于路易斯酸的有: ① 正离子,如Cu2+ 、Ni2+ 、Al3+ ,这些金属离子包含 有可用于成键的未被占据的价轨道; ② 含有价层未充满的原子的化合物,如BX3,AlX3; ③ 含有价层可扩展的原子的化合物,如SnCl4 (利用外层 空d 轨道)。 属于路易斯碱有: ① 阴离子; ② 具有孤对电子的中性分子,如NH3、H2O等; ③ 含 键的分子(可将电子给出)