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目前广泛应用于有机化学中的两个酸碱理论是勃朗斯德(Brnsted,J.N.)酸碱理论和路易斯酸碱理论。简单介绍如下: 1.勃朗斯德酸碱理论 根据勃朗斯德酸碱定义,酸是质子的给予体(给体),碱是质子的接受体(受体):
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一个酸释放质子后产生的酸根,即为该酸的共轭碱,一个碱与质子结合后形成的质子化物,即为该碱的共轭酸,如:
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酸的强度,可以在很多溶剂中测定,但最常用的是在水溶液中,通过酸的离解常数Ka来测定的:
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酸的强度,可以在很多溶剂中测定,但最常用的是在水溶液中,通过酸的离解常数Ka来测定的:
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碱的强度可用PKb表示,PKb定义为——1gKb,即PKb=——1gKb。也可将上述平衡写成该碱的共轭酸BH的离解平衡:
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若已知Ka,Kb可由水的离解常数及Ka求得,因为上述Ka与Kb的乘积为水的离解常数Kw: Ka·Kb=Kw=1.0×10-14故pKa+PKb=14 下列反应式平衡很大程度向右偏移:
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因为HCl是强酸,CH3COO-是弱酸CH3COOH的共轭碱,强酸将质子转移形成弱酸。如用氯负离子处理乙酸,基本上不发生反应。这样,通过平衡位置的测量,可以确定酸和碱的相对强度,如表1-3,1-4所列出的是常见的无机酸及有机酸的pKa,其中有机酸是按酸的强度递降次序排列的。碳原子上的氢,酸性很弱,称氢碳酸,如CH4,pKa≈49,是最弱的酸。
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2.路易斯酸碱理论 根据路易斯酸碱定义:酸是电子的接受体,碱是电子的给予体。 酸碱反应是酸从碱接受一对电子,形成配价键,得到一个加合物。例如下式中三氟化硼中硼的外层电子只有六个,可以接受电子,作受体,三氟化硼为酸;氨的氮上有一对孤电子,作给体,氨为碱:
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实际上,路易斯酸是亲电试剂,路易斯碱是亲核试剂。 作为路易斯酸,具有下列几种类型:可以接受电子的分子如BF3,AlCl3,SnCl4,ZnCl2,FeCl3等;金属离子如Li+,Ag+,Cu2+等;正离子如R+,
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为路易斯碱,主要有下列几种类型:具有未共享电子对原子的化合物,
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OH-,RO-,SH-,R-等;烯或芳香化合物等。 路易斯碱与勃朗斯德碱两者没有多大区别,而路易斯酸却比勃朗斯德酸范围广泛,并把质子也作为酸。按勃朗斯德定义,把产生质子的分子或离子(如HCl,NH4)称为酸,而按路易斯定义却把它们作为酸碱加合物。
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根据酸碱质子理论下列各项中即属酸又属碱的是1。H2SO4 2.OH- 3.HCO3- 4.HNO3
2007年03月25日 11点03分
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