有机化学酸碱理论
现代酸碱理论在有机化学中的应用
现代酸碱理论在有机化学中的应用摘要简要介绍现代酸碱理论的建立及其基本概念。
现代酸碱理论包括了Br nsted Lowry酸碱理论、Lewis酸碱理论、HSAB理论和超酸理论。
举例介绍了与物理有机化学、有机合成、有机催化等领域相关的现代酸碱理论的广泛应用。
关键词现代酸碱理论有机化学超酸理论酸碱反应有机合成现代酸碱理论是指20世纪以后产生的、从本质上认识酸碱的、具有普适意义的无机化学理论。
从广义的角度看,除了协同反应和自由基反应外,有机化合物及其衍生物间的化学反应均可看成是酸碱反应。
因此,现代酸碱理论被广泛地应用于有机化学的各个方面。
现代酸碱理论成为了用无机化学经典理论来研究有机化学反应机理以及反应活性中间体、选择高效绿色催化剂和指导有机合成的重要依据和工具。
1 现代酸碱理论的建立及其基本概念现代酸碱理论的建立是一个从现象到本质、从感性到理性、从片面到全面的过程。
其反映了化学家探索未知世界、从事科学研究的方法和态度。
对各种现代酸碱概念的理解是进一步了解其在有机化学中应用的基础。
1.1 Br nsted Lowry酸碱理论1923年丹麦化学家J.N.Br nsted和英国化学家T.M.Lowry在近代酸碱理论的基础上,几乎同时并独立地提出了酸碱质子理论,该理论因此又称为Br nsted Lowry酸碱理论。
Br nsted Lowry酸碱定义为:酸是质子的给予体(即任何能释放出质子的含有氢原子的分子或离子都是酸);碱是质子的接受体(即任何能与质子相结合的分子或离子都是碱)。
酸给出质子后生成的碱是这种酸的共轭碱;碱接受质子后生成的酸是这种碱的共轭酸。
例如:Br nsted Lowry酸碱理论扩充了酸和碱的范围,有效地解释了非水体系间的酸碱反应。
但该理论也有其局限性,它无法解释无质子传递的酸碱反应。
1.2 Lewis酸碱理论1923年美国化学家G.N.Lewis提出了酸碱电子理论,该理论又称为Lewis酸碱理论。
Chapt.7-1 酸碱理论
酸和碱
酸碱概念与有机化合物的分析鉴定、分离提纯以及有 机合成化学和有机理论的发展密切相关。 11.1 酸碱概念的近期发展 11.1.1 水－离子论 Arrenius与1889年提出了该理论。该理论认为，凡是在水 中能电离产生氢离子的物质是酸，而产生氢氧根离子的物 质则是碱。酸碱中和发生反应生成盐和水。 局限性：将酸碱范围限制在水溶液中，并且不包括那些不 产生H+或OH－的物质。 11.1.2 溶剂论 Franklin于1905年提出，能离解出与溶剂相同的正离子的 物质是酸，离解出与溶剂相同的负离子的物质是碱。中和 作用是正负离子结合的反应，并且生成溶剂分子。
11.3.2 立体效应
立体效应指基团处于它们的范德华半径所不允许的范围时产生的一 种排斥作用。过渡态中立体效应大于基态时则体系必须提供额外 的能量来克服这种差别，导致反应速率下降。 例如邻位叔丁基苯甲酸的酸性比对位叔丁基苯甲酸，是由于邻位庞 大的基团使羧基和苯环的共平面性较对位取代物来说得到削弱。 其实，所有邻位取代的苯甲酸酸性都比对位取代的强。 在,- 不饱和烯酸的顺反异构体中，一般可看到较大的取代基和羧 基处于同侧时酸性较强，这也是由于邻近基团的空间接近，相互 挤压使羧基和烃基不易处于同一平面内，从而使共轭作用受到破 坏所致。
O - H+ RCOOH R C O R C O O
OH -H+
O
O -
O -
O
苯酚的酸性比醇的大，也是由于苯氧离子上的负电荷可通 过共振效应得以分散到苯环上而稳定的缘故。 苯胺上的硝基则是由于硝基的-I效应使其酸性增强，但是 与间位取代的硝基相比，对位硝基的影响作用更大，这 里除了“－I效应”以外还有共轭效应在起作用。然而间 位硝基取代则只有“－I效应”存在。
6有机化合物的酸碱理论
B1 B2
+ +
H＋ H＋
[B2]γ B 2 H + [HB2 + ]γ HB 2
+
[B1]γ B1 H + + [HB1+ ]γ HB1
K αB2 + H
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将两式相除，可以得到：
K αB1+ H K αB2 + H
[B1][HB2 + ] γ B1 γ HB2 + [HB1 ][B2] γ HB1 + γ B2
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由此可以求得KaHB2+。以此类推，可以得到一系列碱的平 衡常数， KaHB1+，KaHB2+，KaHB3+，KaHB4+...。有了这一系列 碱的平衡常数以后，就可以用它们来确定任何比例的
H2SO4-H2O溶液的给质子能力。 BH+ B
+
+ H+
Ka
定义：
2017/12/16
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拉平效应（leveling effect）可以归纳如下： 在溶液中，没有一种比溶剂的共轭酸更强的酸，能够以可检 测到的浓度存在。或者说，如果酸的相对强度大于溶剂的共 轭酸，那么这个酸的强度将不能在该溶剂中测定。
HA + S HS+ + A-
在溶液中，没有一种比溶剂的共轭碱更强的碱，能够以可检 测到的浓度存在。或者说，如果碱的相对强度大于溶剂的共 轭碱，那么这个碱的强度将不能在该溶剂中测定。
HA + H2O A3
+ H3O+
Ka
有机化学酸碱理论
NH+4 (aq) H2O(l) = H3O+ (aq) + NH3(aq)
H+
Cu(H2O)4 2+
+
H2O(l) = H3O+ (aq) +
Cu(OH)(H2
O)3
+ (aq) 13
布朗斯特酸碱反应可写为如下通式:
HA + A'
A + HA'
显然，布朗斯特酸碱反应是碱A与碱A'争夺质子的
20
1、一元弱酸 HA +
c0(HA)
c0(HA) – x
H2O c0(H2O) c0(H2O) – x
A– + 0 x
H3O+ 0 x
K
θ c
[A ][H3O ] [HA][H2O]
Kaθ
Kcθ[H2O]
[A- ][H3O+ ] [HA]
x2 c0 (HA)
x
If x << c0(HA), c0(HA) – x c0(HA) and c0(HA)/Kaq 500
x [H3O+ ] Kaθc0 (HA)
pH = -lg [H+] pKa=-lgKa
21
2、一元弱碱
B + H2O
c0(B)
c0(H2O)
c0(B) – x c0(H2O) – x
BH+ + OH–
0
0
x
x
Kcθ
[BH ][OH ] [B][H2O]
Kbθ
Kcθ [H 2 O]
[BH+ ][OH- ] [B]
03酸碱理论
Lewis 碱： R4N+OHN
N H
23
2. 亲核加成反应中的酸碱反应 所有的亲核加成反应都认为是酸碱反应。 所有的亲核加成反应都认为是酸碱反应。 醛、酮、酸及其衍生物是酸，亲核试剂是碱。 酸及其衍生物是酸，亲核试剂是碱。
水溶液中低浓度的酸用pH描述酸的强度， 水溶液中低浓度的酸用 描述酸的强度，高浓度的酸一 描述酸的强度 般用Hammett酸函数 0)表示酸的强度， H0和pH一样， 酸函数(H 表示酸的强度 表示酸的强度， 一样， 般用 酸函数 一样 都是用负对数表示。 都是用负对数表示。
18
100％的硫酸Hammett酸函数 0为 -11.93。 ％的硫酸 酸函数H 酸函数 。 H0< -11.93的酸就是超强酸 的酸就是超强酸 质子超强酸 1:1的发烟硫酸 的发烟硫酸(-14.14); HClO4(-13.0); 的发烟硫酸 ClSO3H(-13.8); FSO3H(-15.07)
Arrhenius酸碱理论的优缺点 酸碱理论的优缺点 优点： 优点：能解释很多水溶液中的酸碱反应 缺点：不能解释非水溶液中，不含氢离子和氢氧根 缺点：不能解释非水溶液中， 离子的物质也会表现出酸性或碱性的现象。 离子的物质也会表现出酸性或碱性的现象。 如：乙醇钠溶于乙醇，其碱性离子是C2H5O－， 乙醇钠溶于乙醇，其碱性离子是 金属钠溶于液氨，其碱性离子是NH2－ 金属钠溶于液氨，其碱性离子是 2Na + 2NH3 2Na+ + 2NH2－ + H2
任何化学反应，电子得失是同时发生的。所以大多 任何化学反应，电子得失是同时发生的。所以大多 数有机反应都可以看成是Lewis酸碱反应。 酸碱反应。 数有机反应都可以看成是 酸碱反应 Lewis酸碱几乎包括了所有的有机化合物和无机化 酸碱几乎包括了所有的有机化合物和无机化 广义酸碱。 合物，故又称为广义酸碱 合物，故又称为广义酸碱。
中级有机化学
中级有机化学2013春一：绪论：绪论1.酸碱理论；1酸碱理论2.共振论；3.有机反应机理及其研究方法反应的化学选择性将是如何？碱性和亲核性如何评价？11. 酸碱理论Brønsted酸/Brønsted碱1.1 概念：超强酸/超强碱Lewis酸/Lewis碱亲核试剂/亲电试剂亲核性/亲电性亲核性/碱性1.21.2 酸性和碱性March: Advanced Organic Chemistry (6th), 2007M h Ad d O i Ch i t(6th)20076-16-2活泼亚甲基6-36-46-56-6超强酸Superacid is anacid with an acidity greater than that of 100% pure sulfuric acid.Lewis baseL i A id最强的超强酸：HSbF6Lewis AcidRemove hydrogen from isobutane and neopentane:Olah, 1994 Nobel LaureateOlah, J.Am.Chem.Soc. 1964, 68,5679碱性共轭酸的K 碱性：共轭酸的pKa 值B -I -Cl -H2O CH 3CO 2-RS -CN -RO -NH 2-CH 3-HBHI HCl H 3O (+)CH 3CO 2HRSH HCN ROH NH 3CH 4pK a of HB -9-7-1.7 4.889.1163348超强碱IUPAC defines superbases simply as a “compound having a very highbasicity, such as lithium diisopropylamide（二异丙基氨基锂）.Superbases have also been defined semi-quantitatively as any specieswith a higher absolute proton affinity (APA = 245.3 kcal/mol) and intrinsicg p y()pgas phase basicity (GB = 239 kcal/mol) than Alder‘s canonical protonsponge(1,8-bis-(dimethylamino)-naphthalene, 1,8-双-二甲氨基萘).1: pKa (pKBH+) in MeCN: 31.942: pKa (pKBH+) : 18.183: pKa (pKBH+) in DMSO: 25.15: pKa (pKBH+) : 12.8取代基酸性的影响共振对酸性的影响周期性对酸性的影响4567CH 3-Hca. 50NH 2-H34HO-H 15.74F-H 3.2HS-H6.97 (pK 1)Cl-H -3HSe-HBr-H HSe H 3.8 (pK 1)Br H -6HTe-H2.6 (pK I-H -7Acidity increases and basicity decreases in going from left to right across a row of the Periodic table ；(p 1)CH 4< NH 3< H 2O < HF ；RCOCH 3 < RCONH 2< RCOOHAcidity increases and basicity decreases in going down a column of the periodic table, despite the decrease in electronegativity. p p g yHF < HCl < HBr < HI位阻对酸性的影响Indeed, virtually all ortho benzoic acids are stronger than the corresponding para isomers, regardless of whether the group on the ring is electron-donating or electron-withdrawing.electron withdrawing.pKa = 16.3pKa = 5.1The strain released on protonation!pKa of HB+= 12.8pKa of HB 4.9 pKa of HB128pKa of HB+=49cyclam-like macrocyclic构象对酸性的影响Arnett, E.M.; Harrelson Jr., J.A. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 809.杂化类型对酸性的影响酸性：酸性溶剂对酸性的影响In gas phase, no solvation,Basicity: R3N > R2NH > RNH2> NH3B i it R N R NH RNH NH溶剂化：NH溶剂化is much better hydrated!+is much better hydrated!4Compound H2O DMSO CH3CNO DMSO CN HClO4–10*–10* 1.6CF3SO3H–10*–10* 2.6 HBr–90.8 5.8HCl–7 1.810.431479 H2SO4–3 1.47.9CF3CO2H–0.25 3.512.7酸碱催化下的反应《Virtual Textbook of Organic Chemistry》/faculty/reusch/VirtTxtJml/intro1.htm#contnt1.31.3 亲核性：Swain-Scott 方程：lg(k/k o) = sn溴甲烷在25o C条件下的水解看成一个标准反应，速度常数为k o代表亲电物质对亲核试剂的敏感性对标准反应来讲s代表亲电物质对亲核试剂的敏感性，对标准反应来讲，s＝1；加入一定浓度的、不同的亲核试剂，卤代烃被亲核取代的速度常数为k，n代表亲核性的强弱，也称亲核常数，对标准反应来讲，n＝0。
酸碱理论概述
同样，碱在水溶液中接受质子，也必须有溶剂水分
子参加。如：氨的离解：
半反应1 NH3 ＋ H+ = NH4+
+） 半反应2 H2O = H+ ＋ OH-
NH3 ＋ H2O = OH- ＋ NH4+
碱1
酸2
碱2 酸1
传统称之为“盐的水解”的反应，也是酸碱反应。 如：NH4Cl、NaAc的水解反应：
NH4+ ＋ H2O === H3O+ ＋ NH3 Ac- ＋ H2O === OH- ＋ HAc
盐：酸碱反应的产物
如：H2SO4→2H++SO42-， HNO3→H++NO3所以硫酸与硝酸都是酸； 又如： NaOH→Na++OH-，Ca(OH)2 →Ca2++2OH所以氢氧化钠和氢氧化钙都是碱。
3
意义：首次对酸碱赋予了科学的定义
局限性： ⑴、只适用于水溶液不适用于非水溶液 ⑵、不能解释有的物质（ NH3)不含OH－，却
(1)在较稀的弱电解质或极稀的强电解质溶液中,离子的
总浓度很低，离子间力很小，接近于1，可认为a = c。
(2)在一般的强电解质溶液中，离子的总浓度很高，
离子间力较大，就小于1，因此活度就小于浓度。
在这种情况下，严格地讲，各种平衡常数的计算就 不能用离子的浓度，而应用活度 。
(3)中性分子活度系数近似等于1。
H2O HOH
在水溶液中，酸：凡是能够产生H+的为酸， HCl 碱：凡是能够产生OH-的为碱。NaOH
5
又如：液态氨，NH3为溶剂，氨自身电离为： 2NH3 → NH4+ + NH2-
在液氨中，凡能离解出NH4+的物质为酸。 NH4Cl 凡能离解出NH2-的物质为碱。 NaNH2 酸碱反应为:NH4++NH2-→2NH3。
有机化学知识点归纳全
有机化学知识点归纳全有机化学是研究有机化合物的结构、性质、合成和反应的学科，是化学的重要分支之一、下面将有机化学的知识点进行详细的归纳。
1.有机化合物的结构：有机化合物的结构主要包括官能团和骨架。
官能团是分子中带有特定化学性质的基团，如羟基、羧基、胺基等。
骨架是指有机分子中碳原子构成的主链或环。
2.结构顺序：有机分子的结构顺序是指官能团和骨架的排列顺序。
它对于有机分子的物理化学性质和反应性质有很大的影响。
3.构象和立体化学：有机化合物的构象是指分子在空间中不同的排列方式。
立体化学研究分子在空间中的空间取向和空间排布。
4.价键理论：有机化学的价键理论主要包括共价键理论、杂化理论和共振理论。
这些理论研究了有机化合物中化学键的形成和性质。
5.有机反应：有机化学反应是指有机分子中原子间氢、电子和其他原子核的重新分配。
有机反应是有机合成的基础，可以用以构建复杂的有机分子。
6.光化学：光化学是研究有机分子在光照下发生的化学反应。
光化学反应可用于合成新的有机化合物和研究生物分子的功能。
7.有机分析：有机分析是研究有机化合物的分析方法和技术。
有机分析可以用于确定有机化合物的结构和性质。
8.有机合成：有机合成是指有机化合物的合成方法和技术。
有机合成可以用于合成天然产物、药物和功能分子。
9.有机催化：有机催化是指利用有机催化剂催化有机反应。
有机催化可以提高反应速度、选择性和产率。
10.药物发现和设计：有机化学在药物发现和设计中起着重要的作用。
有机化合物可用于合成和优化药物分子。
11.酸碱理论：酸碱理论是有机化学的基础。
它用来描述有机化合物在溶液中的酸碱性质和反应。
12.物理有机化学：物理有机化学是研究有机分子中存在的物理现象和现象的研究。
物理有机化学是有机反应和分子结构的基础。
13.手性化学：手性化学是研究手性分子的性质和反应的学科。
手性分子是指它们的镜像不可重叠。
14.有机多步合成：有机多步合成是指通过一系列的有机反应制备复杂有机分子的方法。
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有机化学酸碱理论1、阿伦尼乌斯酸碱理论：水中离解的局限性2、J.N.Brфnsted酸碱理论：定义：在反应中能提供质子的分子或离子为酸；接受质子的分子或离子为碱。
酸碱的相对性：同一种物质，在一个反应中是酸，在另一个反应中也可能是碱。
共轭酸碱对：酸给出质子成为碱（酸的共轭碱），碱得到质子成为酸（碱的共轭酸）酸越强，则酸的共轭碱越弱；碱越强，碱的共轭酸越弱。
反应的结果就是强酸与强碱反应生成弱酸和弱碱。
3、G.N.Lewis酸碱理论：定义：能够接受电子的分子和离子即Lewis酸；能够提供电子的分子和离子即Lewis碱。
Lewis酸：具有空轨道和未充满外层笛子轨道，电子受体，亲电试剂；AlCl3BF3 FeCl3 ZnCl2 Ag+ R+ NO2+Lewis碱：具有孤对电子和π电子，电子供体，亲核试剂。
NH3 ROH X- OH- RO-酸碱理论酸碱理论(acid-base theory)阐明酸、碱本身以及酸碱反应的本质的各种理论。
在历史上曾有多种酸碱理论，其中重要的包括：阿伦尼乌斯酸碱理论——酸碱电离理论布朗斯特-劳里酸碱理论——酸碱质子理论路易斯酸碱理论——酸碱电子理论酸碱溶剂理论软硬酸碱理论最早提出酸、碱概念的是英国R.玻意耳。
法国A.L.拉瓦锡又提出氧是所有酸中普遍存在的和必不可少的元素，英国H.戴维以盐酸中不含氧的实验事实证明拉瓦锡的看法是错误的，戴维认为：“判断一种物质是不是酸，要看它是否含有氢。
”这个概念带有片面性，因为很多有机化合物和氨都含有氢，但并不是酸。
德国J.von李比希弥补了戴维的不足，为酸和碱下了更科学的定义：“所有的酸都是氢的化合物，但其中的氢必须是能够很容易地被金属所置换的。
碱则是能够中和酸并产生盐的物质。
”但他不能解释为什么有的酸强，有的酸弱。
这一问题为瑞典S.A.阿伦尼乌斯解决。
阿伦尼乌斯酸碱理论[1]在阿伦尼乌斯电离理论的基础上提出的酸碱理论是：“酸、碱是一种电解质，它们在水溶液中会离解，能离解出氢离子的物质是酸；能离解出氢氧根离子的物质是碱。
”由于水溶液中的氢离子和氢氧根离子的浓度是可以测量的，所以这一理论第一次从定量的角度来描写酸碱的性质和它们在化学反应中的行为，指出各种酸碱的电离度可以大不相同，有的达到90％以上，有的只有1％，于是就有强酸和弱酸；强碱和弱碱之分。
强酸和强碱在水溶液中完全电离；弱酸和弱碱则部分电离。
阿伦尼乌斯还指出，多元酸和多元碱在水溶液中分步离解，能电离出多个氢离子的酸是多元酸；能电离出多个氢氧根离子的碱是多元碱，它们在电离时都是分几步进行的。
这一理论还认为酸碱中和反应乃是酸电离出来的氢离子和碱电离出来的氢氧根离子之间的反应：H+＋OH- ===H2O阿伦尼乌斯酸碱理论也遇到一些难题，如：①在没有水存在时，也能发生酸碱反应，例如氯化氢气体和氨气发生反应生成氯化铵，但这些物质都未电离。
②将氯化铵溶于液氨中，溶液即具有酸的特性，能与金属发生反应产生氢气，能使指示剂变色，但氯化铵在液氨这种非水溶剂中并未电离出氢离子。
③碳酸钠在水溶液中并不电离出氢氧根离子，但它却是一种碱。
要解决这些问题，必须使酸碱概念脱离溶剂（包括水和其他非水溶剂）而独立存在。
其次酸碱概念不能脱离化学反应而孤立存在，酸和碱是相互依存的，而且都具有相对性。
解决这些难题的是丹麦J.N.布仑斯惕和英国T. M.劳里，他们于1923年提出酸碱质子理论。
酸碱质子理论布仑斯惕和劳里提出的酸碱定义是：“凡是能够释放出质子(H+)的物质，无论它是分子、原子或离子，都是酸；凡是能够接受质子的物质，无论它是分子、原子或离子，都是碱。
”酸和碱之间存在以下关系：上式表明酸和碱是相互依赖的。
在以下反应中：HCl＋H2O===H3O+＋Cl-HCl和H3O+都能够释放出质子，它们都是酸：H2O和Cl-都能够接受质子，它们都是碱：上述反应称为质子传递反应，可用一个普遍反应式表示：酸1＋碱2===酸2＋碱1当一种分子或离子失去质子起着酸的作用的同时，一定有另一种分子或离子接受质子起着碱的作用。
酸1和碱1或酸2和碱2称为共轭酸碱对。
酸碱质子理论的优点是：①扩大了酸的范围。
只要能够释放出质子的物质，不论它是在水溶液中；或是非水溶剂；或是气相反应；或是熔融状态，它们都是酸，例如NH4+、HCO3-、HSO4-、HS-、H2PO4-、HPO42-、H2O酸。
②扩大了碱的范围。
NH3和Na2CO3都能接受质子，全是碱：于是，F-、Cl-、Br-、I-、HSO4-、SO42-等都可算是碱。
③一种物质是酸还是碱，是由它在酸碱反应中的作用而定。
HCO3-与NaOH反应时放出质子，此时它是一种酸：HCO3-＋NaOHNa+＋CO32-＋H2O，HCO3-与HCl反应时，它又接受质子，则是一种碱：由此可见，酸和碱的概念具有相对性。
当然，酸碱质子理论也有解释不了的问题，例如，无法说明下列反应是酸碱反应：CaO＋SO3CaSO4在这个反应中SO3显然是酸，但它并未释放质子；CaO显然是碱，但它并未接受质子。
又如实验证明了许多不含氢的化合物（它们不能释放质子）如AlCl3、BCl3、SnCl4都可以与碱发生反应，但酸碱质子理论无法解释它们是酸。
路易斯酸碱理论1923年美国G.N.路易斯指出，没有任何理由认为酸必须限定在含氢的化合物上，他的这种认识来源于氧化反应不一定非有氧参加。
路易斯是共价键理论的创建者，所以他更倾向于用结构的观点为酸碱下定义：“碱是具有孤对电子的物质，这对电子可以用来使别的原子形成稳定的电子层结构。
酸则是能接受电子对的物质，它利用碱所具有的孤对电子使其本身的原子达到稳定的电子层结构。
”这一理论很好地解释了一些不能释放出质子的物质也是酸；一些没有接受质子的物质也是碱。
如CaO与SO3的反应可解释如下：在这一反应中，CaO并未接受质子，但它具有孤对电子，这对电子可以用来使S O3中的硫原子达到稳定的8电子层结构，所以CaO是碱。
SO3在反应中虽然没有释放质子，但其中的硫原子能够接受CaO中氧原子的孤对电子而达到稳定的8电子层结构，所以SO3是一种酸。
路易斯酸碱理论解释了许多有机反应也是酸碱反应，例如CH3+、C2H5+、CH3 CO+都是酸，分别与碱H+、OH-、C2H5O-结合成加合物CH4、C2H5OH、CH3CO OC2H5。
但是，路易斯酸碱理论也有一些缺点。
比如，某些氧化还原反应（如NaH+HCl ==NaCl+H2）也可以被称为是酸碱中和反应。
与此同时，人们在实验中发现，除去杂质的纯水具有微弱的导电性。
因此，在水中游离的的氢离子和氢氧根离子存在，而且，当时的人们已测定水中离子的浓度积为１０E-14。
当时通常认为水的离解可能用下列方程表示：2H2O=H3O++(OH)-，其生成物是氢氧根离子。
同时，在25℃时测定纯水的导电率，得出h+和（OH)-两种粒子的浓度均为1·1 0e-7。
1909年，哥本哈根的化学家索伦森又提出了用氢离子浓度的负对数PH来表示氢离子浓度。
虽然为，根据电解质离解学说的原理，似乎关于酸和碱的概念已经很明确，但是在20世纪初由于发现了许多新的实验事实，关于酸和碱的确切定义的问题又被提出来了。
在当时的许多新发现中，最具代表性的事实乃是在醋酸钠对盐酸进行库仑已法滴定时，所得到的滴定曲线和用碱滴定盐酸时得到的曲线颇为相似。
早在1908年，英国曼彻斯特的科学家拉普斯根据测定水对醇溶液中酯化作用的影响提出，酸是氢离子的给予体（即质子的给予体），碱则是氢离子的接受体。
192 3年，英国剑桥大学的教授洛里和丹麦布朗斯台德，以及同是丹麦人的比约鲁姆都同时而又各自独立地扩展了这些概念。
在3人之中，布朗斯台德将酸碱理论发展得最完备。
根据布氏的理论，酸应该是能给出质子的各种分子或离子（即质子给予接受体）。
依据布朗斯台德的观点来看，铵离子应该看成是酸，原因是它能够给出质子而生成NH3；氨因此是碱，原因是它能够接受质子。
推而广之，则酸中的阴离子可以看作碱。
所以，酸所生成的盐，理所应当呈碱性。
布朗斯台德的理论进一步论证了不含氢的基（或离子）做质子给予体所需的条件。
同在1923年，路易斯提出了更一般性的酸碱理论，并于1928年将其进一步发展。
在这里，路易斯把原子价的电子学说作为他的新理论的基础。
据此，他认为碱是含有孤电子对的任何分子；酸是能够与这种孤电子对相结合的基或分子。
路易斯的酸碱理论认为，O、SO3、H+、NH4等都是酸；而CN-、（OH)-等都是碱。
用路易斯的理论可以解释许多问题，诸如在滴定不含氢离子的溶液时，指示剂的颜色为什么会改变等等。
在路易斯等人之后，苏联化学家乌萨诺维奇于1939年又提出了一种新的关于酸碱反应；不含质子的物质大都可以看成是酸或碱。
其实，乌萨诺维奇的理论在布朗斯台德理论的基础上对其作了很大的扩展，结果使之包罗万象。
他认为阳离子或阴离子或电子接受体都是酸；能够接受任何阳离子或阴离子和电子的物质都是碱。
如此一来，他把盐的生成反应，甚至氧化还原反应都看成酸碱的反应过程了。
因此，酸碱的概念本身愈加模糊不清。
布朗斯台德也好，路易斯和乌萨诺维奇也好，他们的理论各有利弊，关于酸和碱的概念及其理论有待进一步完善。
参考理论1.Arrhenius理论，也叫“水-离子理论”定义：凡是水溶液中产生H+离子的物质就叫酸，产生OH-离子的就叫碱。
重要性及优点：是建立在电离理论之上，大众最熟知的经典酸碱理论。
建立了对酸碱强度的定量描述；适用于pH计算、电离度计算、缓冲溶液计算、溶解度计算。
缺点：不能说明Ac-，F-，(CO3)2-，NH3也是碱；不能说明NH3与HCl是酸碱反应；错误的认为水中有“NH4OH”这种物质；不能说明非水质子溶剂(液NH3，液H F)和非质子溶剂(液SO3，液N2O4，液BrF3)中的酸碱反应；不能说明无溶剂体系的酸碱反应(固体BaO和液态或气态SO3反应生成固体BaSO4)2.Brownst-Lowry理论，也叫“质子理论”定义：任何能释放出质子的物质叫酸，任何能结合质子的物质叫碱。
酸＝碱+ 质子(H+)重要性及优点：提出了“共扼酸碱对”的概念；将酸碱概念从“水体系”推广到“质子体系”。
缺点：不能用于非质子溶剂体系3.溶剂体系理论定义：凡是在溶剂中产生该溶剂的特征阳离子的溶质叫酸，产生该溶剂的特征阴离子的溶质叫碱。
重要性及优点：典型的自偶电离；将酸碱理论从“质子体系”推广到“非质子体系”；能很好的说明以下反应①Fe3+ + HCO3- --> Fe(OH)3 + CO2 (未配平)②乙酸+ KH --> H2 + 乙酸钾③NH4Cl + KNH2 --> KCl + NH3 (未配平)④SbF5 + KF --> KSbF6 (液态BrF3体系)⑤SOCl2 + CsSO3 --> CsCl + SO2 (未配平)；适用于非水溶剂体系和超酸体系。