学习酸碱理论的启示

酸碱理论的启示

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

1.1 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。

1.2 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。

1.3 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。

1.4 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

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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

3.1 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。

3.2 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论，从本质上揭示了酸碱反应，但由于无法解释Na2CO3等水溶液为何有碱性的事实而引起人们的质疑，并于发展，而提出质子理论。质子理论解决了电离理论的局限性而扩大了碱的范围，但它所指的酸却必须含有H+，使酸的范围受到限制。而1923年提出的路易斯酸碱理论就比较完美地阐明了酸碱定义，且很恰当地解决了很多事实，比如说有机中的反应等。但也正因为它的广泛性，导致在解释某些一般现象时不具针对性。当然，相出现的软硬酸碱理论是路易斯理论的继续发展。

3.3 酸碱理论中的创新

前面介绍的各种酸碱理论，各自有其优点和缺点，及各自的适用范围。阿仑尼乌斯水—离子理论适用于水溶液中的H+和OH-的反应，而酸碱质子理论则除了适用于以上水溶液体系外，还特别适合于涉及到质子转移的酸碱反应等等。由此表明，不同的酸碱理论都各自强调了某个方面，它们三者之间既相互联系又有区别。对于不同的情况下的反应，应先选用适当的理论来解释。理论的不断提出，使化学酸碱问题的解决越来越方便。

4. 概述

任何学科的发展都是由简陋到完备，由局限到广泛，发展到极致都是应用领域的空前广泛，这是遵守事物发展规律的。溶剂酸碱理论解决了酸碱电离理论限制在水溶液体系中的有界性，但仍未很好地定义酸。电子理论准确的定义了酸与碱，且不受溶剂性质的影响，包括几乎所有的酸与碱，能解释基本所有酸碱反应。但正是因为应用的无限性，使得电子理论变得一般化，没有自己的特点，虽能解决某些问题，但却不具针对性，不能快速、方便、准确地处理相关问题。

这不难总结出，任何理论、任何政策、任何科学，发展的前景是广阔的，而且发展是日臻完善的，但当发展到极致时，也便失去了自己的特征，只具有普遍性，能解决几乎所有一般的问题，但却失去有效的针对性。所以，我们在应用某些理论或科学知识时，要分析区别，对比应用，才能有效地处理好自己的问题。

材料科学与工程学院 12013316 张建超