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(三)酸碱反应的实质
酸碱质子理论认为,酸碱反应的实质是酸碱之间的质子转移反应(proton transfer reaction)。欲使酸表现给出质子的性质,必须有一种碱来接受质子,即酸碱之间发生反应。即一个共轭酸碱对的半反应是不能独立存在的。酸不能自动的给出质子,质子也不能独立存在,而必须同时有另一个物质作为碱接受质子。
因此酸碱反应的通式可表示为:
HA1 + A2 = HA2 + A1
(酸1) (碱2) (酸2) (碱1)
酸HA1 是碱A1的共轭酸,失去质子后变成共轭碱A1;碱A2由酸HA1处获得质子变成其共轭酸HA2,在酸HA1和碱A2分子之间完成质子的转移,发生物质间的酸碱反应。
根据质子理论对酸碱反应的认识,阿仑尼乌斯的酸碱电离理论所讨论的水的电离、弱酸或弱碱的电离、酸碱中和反应及盐类的水解反应等都可以归为质子转移的酸碱反应。
1. 水的电离 : H2O + H2O = H3O+ + OH-
2. 弱酸的电离: HAc + H2O = H3O+ + Ac-
3. 弱碱的电离: NH3 + H2O = NH4+ + OH-
4. 酸碱中和反应: HAc + OH- = H2O + Ac-
5. 盐的水解: NH4+ + H2O = H3O+ + NH3
CN- + H2O = HCN + OH-
二、酸碱电子理论
电子理论认为:凡是能够接受电子对的物质称为酸,凡是能够给出电子对的物质称为碱。碱是电子对的给予体,酸是电子对的接受体。按照该理论定义的酸碱也称为路易斯酸碱。酸碱反应的实质是形成配位键生成酸碱配合物的过程。例如:
酸 碱 酸碱配合物
H+ + :OH- → HO →H(水)
2Ag+ + 2(NH3) → [H3N→Ag←NH3]+ (二氨合银离子)
BF3 + :F- → [F →BF3]- (四氟合硼离子)
SO3 + CaO: → CaO→SO3 (硫酸钙)
因此,路易斯酸或碱可以是分子、离子或原子团。由于含有配位键的化合物是普遍存在的,故酸碱电子理论较电离理论、质子理论更为广泛全面。但缺点是过于笼统,酸碱的特征不易掌握。
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