无机化学课程结业论文.doc

无机化学课程结业论文.doc第一部分《无机化学》课程结业论文
学习酸碱理论的启示
辛泽娜指导老师:余新武
(湖北师范学院化学与环境工程系0501班湖北黄石435002)
摘要: 各种酸碱理论各自有其优点和缺点及各自的适用范围。不同的酸碱理论都强调了某个方面,它们之间既相互区别又相互联系,对于不同情况下的反应,应选用适当的理论来加以说明。
关键词: 定义应用与局限创新与发展
1 酸碱理论的定义
酸碱电离理论
1887年瑞典化学家阿仑尼乌斯提出了他的酸碱电离理论:凡是在水溶液中电离产生的全部阳离子都是H+的物质叫酸;电离产生全部阴离子都是OH-的物质叫碱,酸碱的反应实质是H+和OH-结合生成水的反应。
例: 酸 HCl = H+ + Cl-
碱 NaOH = Na+ + OH-
酸碱反应 HCl + NaOH = NaCl + H2O
实质 H++OH-=H2O
电离理论从化学组成上揭示了酸碱的本质,提高了人们对酸碱的认识,对化学发展起了很大的作用。
酸碱质子理论
Lowry提出了酸碱质子理论,质子理论认为:凡是能给出质子的分子或离子称为酸,凡是能接受质子的分子或离子就是碱。
例:酸1+碱2=碱1+酸2
HCl+NH3=Cl-+NH4+ H2O+HS-=OH-+H2S
酸碱质子理论表明酸和碱是相互依存的,且不论物质是气态、熔融态,在水溶液中或者是在非溶液中都可以是酸碱。
路易斯酸碱
1923年,Leswis提出了酸碱电子理论。酸碱电子理论认为:凡是可以接受电子对的物质称为酸,凡是可以给出电子对的物质称为碱。它认为酸碱反应的实质是形成配位键生成酸碱配合物的过程。
例: Cu2+可以接受电子对,类似的还有:H+、Ag+、BF3
NH3可以给出电子对,类似的还有:OH-、
酸碱之间的反应,如:Cu2++4NH3=Cu(NH3)
这些反应的本质是路易斯酸接受了路易斯碱的电子对,生成酸碱配合物。在酸碱电子理论中,一种物质究竟是酸还是碱,应该在具体的反应中确定。
软硬酸碱理论
根据酸碱得失电子对的难易程度将酸分为软、硬酸,碱分为软、硬碱。
硬酸:接受电子对的原子。其电子云的变形性小,半径小,电荷高的一般都是硬酸。如:Na+、Mg2+、B3+、Cr3+、Fe3+
软酸:接受电子对的原子,其电子云的变形性大,半径大电荷低的正离子一般都是软酸。如:Cu+、Ag+、Hg2+、Pt2+
交界酸:变形性介于软硬酸之间。如:Cu2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Sn2+等
硬碱:给出电子对的原子的电负性大,不易变形,不易失去电子,如:F-、CN-
软碱:给出电子对的原子的电负性小,易变形,易失去电子,如:I-、S2-
交界碱:失去电子的能力处于软硬碱之间,如:Br-、SO、N2、NO
软硬酸碱理论能广泛地解释酸碱反应,并很方便解释配合物的稳定性,软硬酸碱反应的规则是:软亲软,硬亲硬,软硬一起不稳定。
2 各酸碱理论的优点和缺点,即应用的广泛与局限
电离理论
电离理论从化学组成上揭示了酸碱的本质,并应用化学平衡原理找到了衡量酸碱强弱的定量标度,但也有缺陷,实际上并不是只OH-的物质才有碱性,另外,电离理论不能处理非水体系的酸碱问题。
质子理论
质子理论扩大了酸和碱的范围,可以把电离中和,水解,同离子效应等作用均看成是质子传递的酸碱中和作用,但质子理论只限于质子的放出和接受,所以必须含有氢,不能解释不含氢的一类化合物的反应。它包含了所有碱性的物质,但是对于仍限制在含氢基础上。
路易斯(电子)理论
酸碱电子的定义涉及到了物质的微观结构,使酸碱理论与物质结构产生了有机的联系。按这一理论,几乎所以的正离子都能起酸的作用,负离子都能起碱的作用,绝大多数的物质都能归为酸,碱或酸碱配合物。而且大多数反应都可以归为酸碱之间的反应或酸碱及酸碱配合物之间的反应。可见,这一理论的适用面极广。也正是理论的适用面广这一优点,决定了酸碱的特征不明显,这也是酸碱电子理论的不足之处。
不同理论应用域的对比
讨论非水体系中酸碱,用质子理论;水溶液中酸碱问题用质子理论;处理无机化学和配位化学时用电子理论或软硬酸碱理论。
3 化学中酸碱理论的发展与创新
酸碱化学的地位
酸碱化学是现代化学的重要组成部分,是无机化学中最基础知识,大部分溶液中的化学反应都与酸碱有关。酸碱盐的反应实质是离子反应,离子反应又可分为沉淀反应,配合反应和氧化还原反应及酸碱反应。可见,所有反应之间都是相互联系的,是相互促进的。
酸碱的发展简史
人们对酸碱的认识经历了很长的历史。最初把有酸味,能使石蕊变红的物质叫酸;有涩味,使石蕊变蓝的叫碱。后来,阿仑尼乌斯提出了电离理