酸碱理论和非水溶液

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1、§2.1酸碱概念的发展三百多年前，英国物理学家R.Boyle指出，酸有酸味，使蓝色石蕊变红，碱有涩味和滑腻感，使红色石蕊变蓝。1771年A.L.Lavoisier根据硫和磷在氧气中燃烧后的产物溶于水显酸性，指出O是所有酸类物质的共同组成元素。1881年英国化学家H.Davy以盐酸否定上述观点，提出氢才是一切酸所不可缺少的元素。1887年瑞典化学家S.A.Arrehenius提出了酸碱电离理论(Arrehenius酸碱理论)。1905年E.C.Franklin提出酸碱溶剂理论1923年J.N.Bronsted和Lowry提出了酸碱质子理论。1923年G.

2、N.Lewis提出电子理论。Lux-Flood提出酸碱氧化物—离子理论。1939年Usanovich提出酸碱正负理论。一、一、S.A.Arrhenius酸碱电离论1、定义酸：是在水溶液中能够电离，产生的阳离子全部都是H+的物质；碱：是在水溶液中能够电离，产生的阴离子全部是OH-的物质；酸碱反应的本质：H++OH-=H2O。SvanteAugustArrhenius瑞典化学家2、贡献：（a）从现象到本质的飞跃：从物质的组成上阐明了酸、碱的特征，它对化学科学的发展起到了积极作用。（b）水是最常采用的溶剂，该理论一直到现在仍然为人们所熟悉和普遍采用。3、缺陷

3、（a）体系的局限性它把酸和碱只限于水溶液体系中。因为许多物质在非水溶液中不能电离出H+和OH-，却表现出酸和碱的性质，且很多酸碱反应可在非水溶液中进行，也可在没有溶剂的非液态体系中进行。（b）OH-的唯一性该理论仅把碱看成为氢氧化物，这样就不能解释一些不含OH-基团的分子（如NH3）或离子（如F-、CN-、CO32-等）在水中所表现出的碱性。二、酸碱的电离理论二、E.C.Franklin酸碱溶剂理论酸：凡能增加和溶剂相同阳离子的物质就叫做该溶剂中的酸；碱：凡能增加和溶剂相同阴离子的物质就叫做该溶剂中的碱。酸碱反应的实质：就是具有溶剂特征的阳离子和阴离子

4、相互作用形成溶剂分子。例如：酸碱酸碱溶剂理论对溶剂的要求：必须是能够发生自偶电离的极性溶剂。酸碱溶剂理论扩大了溶剂的范围，也扩展了酸碱概念，它包容了Arrhenius的酸碱理论。酸碱溶剂理论局限性：不适用于不电离的溶剂中的酸碱体系；也不适用于无溶剂的酸碱体系。三、酸碱的溶剂理论三、BrnstedJN丹麦物理化学家三、酸碱质子理论酸：凡能给出质子的物质。碱：凡能接受质子的物质酸碱反应的实质：质子的转移，因此酸碱反应也叫质子转移反应。适用范围：既适用于水溶液体系，也适用于非水溶液体系。酸碱质子理论局限性：酸必须含有可离解的氢原子，不能包括那些不交换质子而

5、又具有酸性的物质。GNLewis美国物理化学家四、酸碱电子论酸：是电子对的接受体碱：是电子对的给予体路易斯碱和质子碱是一致的。因凡是能与H+结合者必然是电子对给予体。仅有极少数Lewis碱，如CO不能接受质子。路易斯酸比质子酸的范围更广。例如金属离子等。作为电子对受体的Lewis酸，先决条件是在它的分子、离子或原子团中必须要有空轨道；作为Lewis碱的首要条件，是必须要有孤对电子。Lewis酸碱的范围极为广泛，它包容了前面所论及的三种酸碱定义，所以通常又把Lewis酸碱称为广义酸碱。五、酸碱氧化物—离子理论由Lux提出，Flood扩展。酸碱定义基于氧化

6、物中氧离子（O2-，可扩展到其它负离子）的转移。酸是氧离子接受体；碱是氧离子给予体。碱=酸＋O2-；例：SO42-(碱)=SO3(酸)+O2-酸碱反应：碱+酸=盐；例：CaO+SO3=CaSO4适用范围：适用于高温、无水、无氢的熔融体系。六、酸碱正负理论由前苏联化学家Usanovich提出。酸：凡是能够给出正离子或是能够与负离子化合或接受电子的物质；碱：凡是能够给出负离子或电子或接受正离子的物质。酸碱反应：酸+碱=盐SO3Na2ONa2+SO42-SO3结合O2-Fe(CN)2KCNK4+[Fe(CN)6]4-Fe(CN)2结合CN-Cl2KK+Cl-

7、Cl2结合一个eSnCl4ZnZn2+[SnCl4]2-SnCl4结合2个e酸碱正负理论是Lewis酸碱概念的扩展。酸碱正负理论的优点：包括了涉及任意数目的电子转移反应，比前面几种定义具有更广泛的含义；更适用于氧化还原反应。酸碱正负理论的缺点：但正是由于其适用范围太过广泛，因此没有得到广泛的应用。总结：酸碱的概括性定义范围十分广泛，不仅包括了上述介绍过的几种定义，而且也包括了目前基本上不用了的其它酸碱理论。然而，并非对酸碱所下的定义愈广就愈有用。事实上，每种酸碱理论都有其各自的长处，但也都存在着缺陷。因此，往往必须用不同的酸碱理论来处理不同的问题。例如

8、：在处理水溶液体系中的酸碱反应时，可用电离理论或质子理论；在处理配位化学中的问题时，则往往要借