酸碱理论 意思解释

2016-06-05 00:00:00 来源:互联网化工百科 编辑:中国成人教育百科全书·化学·化工人评论

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人类对于酸碱的认识经历了一个漫长过程。早先,人们把具有酸味的物质称为酸,具有涩味和滑腻感的物质称为碱。随着人们对于物质的组成与性质间关系的了解,才逐渐从物质内的结构特征上去区分酸与碱这样两类性质不同的物质,并由此判断物质之间发生化学反应的可能性及方向,从而提出了各种酸碱理论。其中比较重要的有:阿伦尼乌斯(S.A.Arrhenius)的“水-离子论”;布朗斯特(J.N.Bronsted)和劳莱(T.M.Lowry)的“质子论”;富兰克林(E.C.Franklin)的“溶剂论”;路易斯的“电子论”;乌萨诺维奇(M.Usanovich)的“正负离子论”;鲁克斯(Lux)的“氧离子论”。

水-离子论。1887年,瑞典化学家阿伦尼乌斯提出:凡在水溶液中产生H+的物质叫做酸,而在水溶液中产生OH-的物质叫做碱。H+和OH-结合生成中性水分子的过程就是酸碱中和反应。水-离子论抓住了H+和OH-这一关键问题。它的重要性在于提供了描述酸碱强度的定量标度,人们可以比较精确地比较各种酸碱的相对强度。此理论的最大不足是只限用于水溶液中。

质子论。1923年,丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳莱几乎同时独立地提出:任何能释放质子的物种叫做酸,任何能结合质子的物种叫做碱。酸是质子给予体,酸失去一个质子后形成的物种为该酸的共轭碱;碱是质子接受体,碱结合一个质子后形成的物种为该碱的共轭酸。两者称为共轭酸碱对。质子从一种酸转移到一种碱的过程,即是两个共轭酸碱对的结合,就是酸碱中和反应。质子论最大的优点是将水-离子论推广到所有的质子体系中,而不论物理状态如何,也不管是否存在溶剂。因此,不仅有分子酸、分子碱,还有离子酸、离子碱,另外,像水分子既是质子接受体,也可是质子给予体,既具有碱性,又具有酸性,被称为两性化合物。

溶剂论。许多溶剂能发生自电离过程,生成特征的阳离子和特征的阴离子,如水电离产生特征阳离子H+(或H3O+)和特征阴离子OH-;而液氨电离产生的特征阳离子为NH4+,特征阴离子为NH-2。1905年,富兰克林提出,凡在溶剂中产生(或通过反应生成)该溶剂的特征阳离子的溶质称作酸,而产生(或通过反应生成)该溶剂的特征阴离子的溶质称作碱。酸碱中和反应就是溶剂阳离子和溶剂阴离子结合成溶剂分子的过程。溶剂论可把酸碱概念扩展到完全不涉及质子的溶剂体系中。水-离子论只是水为溶剂时的溶剂论,而质子论则是对质子溶剂的溶剂论。溶剂论最大的缺陷是只能适用于能发生自电离的溶剂体系。

电子论。1923年,美国化学家路易斯提出,凡能提供电子对的物种叫做碱,能够接受电子对的物种就是酸。因此,路易斯酸也叫电子对接受体,路易斯碱也叫电子对给予体。酸碱中和反应就是通过电子对授受关系形成配位共价键,生成酸碱加合物的过程。所有缺电子物种都可以表现为路易斯酸,所有富电子物种都可以表现为路易斯碱。由于组成物质最普遍的微粒是电子,所以电子论立论点更广。但在寻求统一标度来确定路易斯酸碱相对强弱,以便用来判断反应进行方向时,却遇到很大困难,使得电子论的应用受到很大的阻碍。近些年来,在寻求路易斯酸碱标度时有人提出“软硬酸碱规则(SHAB)”,能说明一些问题,但还有不少值得探讨的地方。

正负离子论。1939年,前苏联化学家乌萨诺维奇提出, 任何能产生阳离子或能结合一个阴离子(或一个电子)的物种称为酸,而任何能产生阴离子或能结合一个阳离子或其他缺电子型体的物种称为碱。在

SO3+Na2O→Na2SO4反应中,三氧化硫结合阴离子O2-生成SO2-4,所以是酸,氧化钠放出O2-,所以是碱。由于正负离子论概括的范围过于广泛, 甚至把氧化还原反应也作为酸碱反应, 因而没有得到广泛应用。

氧离子论。鲁克斯提出, 酸是氧离子(O2-) 接受体, 碱是氧离子给予体, 酸与碱存在这样的共轭关系:

酸性氧化物与碱性氧化物的反应就可看作是酸碱反应, 此定义特别适用于高温下氧化物间的反应。

上述各种酸碱理论, 各有其自己的适用范围。这些定义所覆盖的面越来越广, 它们之间存在着不同程度的交叉。然而, 每个理论各自强调了某个方面, 因而也就分别适合于化学中的某个特殊领域。

 

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