三章-酸碱理论课件.ppt
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- 酸碱 理论 课件
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1、一一.无机化学的酸碱概念无机化学的酸碱概念二二.酸碱质子理论酸碱质子理论三三.酸碱的酸碱的Lewis理论理论四四.软硬酸碱的概念软硬酸碱的概念五五.超强酸和超强碱超强酸和超强碱 1.常见的超强酸常见的超强酸 2.常见的超强碱常见的超强碱六六.酸碱在有机化学中的应用酸碱在有机化学中的应用 1.有机反应的催化剂有机反应的催化剂 2.亲核加成反应中的酸碱反应亲核加成反应中的酸碱反应 3.亲电加成反应中的酸碱反应亲电加成反应中的酸碱反应 4.亲核取代反应中的酸碱反应亲核取代反应中的酸碱反应 5.亲电取代反应中的酸碱反应亲电取代反应中的酸碱反应 6.重排反应中的酸碱反应重排反应中的酸碱反应1889年瑞典
2、科学家年瑞典科学家Arrhenius从他的电离学从他的电离学说出发,提出了酸碱的电离理论。说出发,提出了酸碱的电离理论。酸酸:是在水溶液里能电离是在水溶液里能电离生成氢离子生成氢离子的一类化合物。的一类化合物。如:如:HCl,H2SO4,HNO3碱碱:是在水溶液里或熔融状态时能电离是在水溶液里或熔融状态时能电离生成氢氧根生成氢氧根 离子离子,而且生成的阴离子只有氢氧根离子的一,而且生成的阴离子只有氢氧根离子的一 类化合物。类化合物。如:如:NaOH,Ca(OH)2酸碱反应酸碱反应:氢离子和氢氧根离子结合,生成水分子的反应。氢离子和氢氧根离子结合,生成水分子的反应。Arrhenius酸碱理论的优
3、缺点酸碱理论的优缺点优点:优点:能解释很多水溶液中的酸碱反应能解释很多水溶液中的酸碱反应缺点:缺点:不能解释非水溶液中,不含氢离子和氢氧根不能解释非水溶液中,不含氢离子和氢氧根 离子的物质也会表现出酸性或碱性的现象。离子的物质也会表现出酸性或碱性的现象。如:乙醇钠溶于乙醇,其碱性离子是如:乙醇钠溶于乙醇,其碱性离子是C2H5O,金属钠溶于液氨,其碱性离子是金属钠溶于液氨,其碱性离子是NH22Na+2NH3 2Na+2NH2+H2 1923年,丹麦化学家年,丹麦化学家Brnsted和英国化学家和英国化学家Lowry分别分别提出了酸碱质子理论,又称提出了酸碱质子理论,又称Brnsted-Lowry
4、质子理论质子理论凡能凡能给出质子给出质子的物质是酸,凡能的物质是酸,凡能接受质子接受质子的物质是碱。的物质是碱。HA H+A酸碱可以是阳离子、酸碱可以是阳离子、阴离子或中性分子。阴离子或中性分子。CH3CH2OH+NH2 CH3CH2O+NH3共轭酸共轭酸(1)共轭碱共轭碱(2)共轭碱共轭碱(1)共轭酸共轭酸(2)酸失去质子后变成碱,碱接受质子后变成酸,酸失去质子后变成碱,碱接受质子后变成酸,这种相互依存的关系叫这种相互依存的关系叫共轭关系。共轭关系。利用互为共轭酸碱的强弱关系,可以判断利用互为共轭酸碱的强弱关系,可以判断酸碱的相对强度。酸碱的相对强度。H2O RCH2OH RCOOHpKa
5、15.7 18 45酸性酸性RCOOH H2O RCH2OH 碱性碱性RCH2OHO RCOO强酸的共轭碱是弱碱,强碱的共轭酸是弱酸。强酸的共轭碱是弱碱,强碱的共轭酸是弱酸。按照酸碱质子理论,酸碱的定义是广义的,按照酸碱质子理论,酸碱的定义是广义的,而且酸碱反应不只局限在溶液中,也包括了气相而且酸碱反应不只局限在溶液中,也包括了气相反应、液相反应等。反应、液相反应等。按照质子理论的酸碱反应按照质子理论的酸碱反应 传统名称传统名称HOAc+NH3 OAc+NH4+成盐反应成盐反应 酸酸1 碱碱2 碱碱1 酸酸2H2O+H2O OH+H3O+自解离反应自解离反应 酸酸1 碱碱2 碱碱1 酸酸2H2
6、O+Ac OH+HAc 弱酸盐水解弱酸盐水解 酸酸1 碱碱2 碱碱1 酸酸21923年,年,Lewis提出了酸碱的电子理论,提出了酸碱的电子理论,故又称为故又称为Lewis酸碱理论酸碱理论凡能接受电子对的物质是酸凡能接受电子对的物质是酸酸是电子对的接受体,酸是电子对的接受体,如:如:H+,Ag+,RCH2+,BF3,AlCl3,Pd碱是电子对的提供体,碱是电子对的提供体,如:如:OH,Cl,NH3,H2O,R-O-R,RCOR,RCH2OH,RCH=CH2,Ar-R缺少电子,具有接受电子缺少电子,具有接受电子对的能力,是对的能力,是亲电试剂亲电试剂。有未共用电子对,具有未共用电子对,具有提供电
7、子对的能力,有提供电子对的能力,是是亲核试剂亲核试剂。凡能提供电子对的物质是碱凡能提供电子对的物质是碱大多数有机反应都是按离子型历程进行的。大多数有机反应都是按离子型历程进行的。亲电试剂亲电试剂(Lewis酸酸)进进攻反应物分子的负电攻反应物分子的负电中心,得到电子而形中心,得到电子而形成一个新的共价键。成一个新的共价键。亲核试剂亲核试剂(Lewis碱碱)进进攻反应物分子的正电攻反应物分子的正电中心,提供电子而形中心,提供电子而形成一个新的共价键。成一个新的共价键。任何化学反应,电子得失是同时发生的。任何化学反应,电子得失是同时发生的。所以所以大多数有机反应都可以看成是大多数有机反应都可以看成
8、是Lewis酸碱反应。酸碱反应。Lewis酸碱几乎包括了所有的有机化合物和无机酸碱几乎包括了所有的有机化合物和无机化合物,故又称为化合物,故又称为广义酸碱。广义酸碱。1963年,年,Pearson提出了软硬酸碱提出了软硬酸碱(hard and soft acid base,HSAB)的概念。的概念。根据各类酸碱对外层电子的约束能力不同,将根据各类酸碱对外层电子的约束能力不同,将Lewis酸碱分为酸碱分为软酸、硬酸、软碱、硬碱软酸、硬酸、软碱、硬碱,以及,以及介于软硬之间的介于软硬之间的交界酸交界酸和和交界碱交界碱。硬碱:硬碱:碱中给电子原子的体积小,电负性大,对外碱中给电子原子的体积小,电负性
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