酸碱质子理论

酸碱质子理论 酸:凡是能释放质子H+的任何含氢原子的分子或离子的物种，即质子的给予体(Proton donor)。 碱:任何能与质子结合的分子或离子的物种。即质子的接受体(Proton acceptor)。 共轭酸碱对:酸给出质子生成相应的碱，而碱结合质子后又生成相应的酸;酸与碱之间的这种依赖关系称共轭关系。相应的一对酸碱被称为共轭酸碱对(Conjugate acid-base Pair)。 例如:HAc的共轭碱碱是Ac-，Ac- 的共轭酸是HAc，HAc 和 Ac- 是一对共轭酸碱对。 通式表示如下: 酸 = 质子 + 共轭碱 例如:HF在水溶液中的解离反应是由给出的质子的半反应和接受质子的半反应组成的。 HF(aq) HF(aq)+H2O(l) 水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应。 H+(aq)+F-(aq) H3O+(aq) H3O+(aq)+F-(aq) H2O(l)+H+(aq) 盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。例如:NaAc的分解: NH4+的分解: 酸碱中和反应(包括非水溶剂中的反应)也是质子转移反应。 1.7.2 Bronsted-Lowry的质子酸碱理论 1923年，Bronsted 和Lowry同时提出了酸碱的质子论。提出凡能给出质子的分子或离子都是Bronsted -Lowry酸，凡能与质子结合的分子或离子都是Br?nsted -Lowry碱。根据这一理论，酸和碱彼此统一在对质子的关系上。一般称Bronsted -Lowry酸脱去质子的部分称为其共轭碱，同样，Bronsted-Lowry碱质子化后就称为其共轭酸。一个碱的碱性越强，其共轭酸的酸性越弱;反之亦然。 如: 许多有机化学反应中都有质子的传递，而且Br?nsted -Lowry质子酸碱理论可以用pKa值代表酸的强弱，或用pKb值代表碱的强度，即可以定量地比较各种不同酸碱的强弱，因此，Bronsted-Lowry质子酸碱理论对于理解有机化学反应十分重要。 如羧酸的酸性强于苯酚，苯酚的酸性强于醇，因此，可以选择合适的碱逐步分离它们。又比如烯丙型的氢相比于一般饱和碳上的氢具有很好的反应活性，从其pKa值对比可以看出，由于共轭效应的影响，其脱去氢质子后的碳负离子比较稳定。 又比如羰基化合物的α-H酸性与末端炔烃的pKa值相当，说明羰基化合物的α-H也可以在一定碱的作用下形成负离子，事实上它们可以作为良好的亲核试剂进行各种亲核加成反应。又如二苯甲烷，三苯甲烷脱去质子后可形成与苯环共轭的碳负离子，其pKa值与胺相当，也就是说二苯甲基负离子，三苯甲基负离子的碱性与胺负离子()相当强，常作为强的有机碱。而烃类化合物中酸性,H > ,H > Csp,H，最弱的有机酸为烷烃，这也就意味着最强的碱为烷 基负离子，因此它们的有机金属试剂是最强的碱，也是非常好的亲核试剂。