7.4.1 酸碱解离理论(阿伦尼乌斯理论)

人们对酸碱的认识经历了一个逐渐深入的过程，1884年阿伦尼乌斯(Arrhenius)在解离学说的基础上定义了酸和碱并定量地讨论酸和碱的强度。

阿伦尼乌斯认为在水溶液中解离产生的正离子全部是H+的物质为酸，如HCI、H₂SO₄、HNO₃；在水溶液中解离产生的负离子全部是OH^-的物质为碱，如NaOH、Ba(OH)₂、Ca(OH)2。

酸碱的强弱可由解离常数的大小进行衡量，Ka^Θ、Kb^Θ值越大，则相应的酸或碱越强。而酸碱反应的实质是H⁺和OH^-反应生成水。

阿伦尼乌斯解离理论的提出使人们对酸碱的认识有了飞跃性的发展，对化学科学的发展起了巨大的作用。然而，这一理论也有一定的局限性，它把酸碱仅限于水溶液中，而对于非水体系中物质表现的酸碱性却无法解释。

7.4.2 酸碱质子理论(布朗斯台德理论)

20世纪20年代，布朗斯台德(J.N.Bronsted)和劳莱(T.M.Lowry)分别独立提出了酸碱质子理论。

按照酸碱质子理论，反应中给出质子的物质称为酸，如HCI、NH₄⁺、HCO₃^-；等均可以给出质子，所以它们都是质子酸；在反应中接受质子的物质称为碱，如NH₃、CI^-、NO₃^-等均可以与质子结合，故均为质子碱；而HCO₃^-和H₂O等在反应中既能给出质子又能接受质子，称为两性物质。

酸碱质子理论认为，酸和碱不是彼此孤立的，而是有一定的依赖关系。当酸失去质子后就生成具有接受质子能力的质子碱，而碱结合质子后就变成了酸，即

酸=碱+质子

将满足上述关系式的一对酸碱称为共轭酸碱对，如

HNO₃=NO3^-+H⁺

反应式中NO，是HNO；的共轭碱，而HNO；则为NO，的共轭酸。对于H₂O这样的物质而言，其共轭酸是H₃O⁺，而其共轭碱则为OH^-。

酸碱反应的实质是共轭酸碱对之间的质子转移过程。例如

反应中HAc(酸I)给出质子，生成相应的共轭碱Ac^-(碱I)，而H₂O(碱Ⅱ)作为碱接受质子生成共轭酸H₃O⁺(酸Ⅱ)，整个过程中质子从酸转移到了碱上。

酸碱解离反应、盐的水解反应等，都是共轭酸碱对之间的质子转移过程。例如

酸碱质子理论不仅适用于水体系，对于非水体系也适用。例如

反应中NH₃分子(酸I)给出质子生成NH₂^-(碱I)，而NH₃(碱Ⅱ)接受质子后生成NH₄⁺(酸Ⅱ)。反应的实质仍为质子的转移。

酸碱质子理论中，酸碱的强弱可由物质给出或接受质子的能力来判断。酸给出质子的能力越强，酸性越强。而碱接受质子的能力越强，碱性越强。在水体系中，HCI完全解离出H⁺，HCl为强酸；而HAc部分解离出H⁺，HAc为弱酸。酸碱的强度可以由解离反应的平衡常数Ka^Θ、Kb^Θ的大小表示。

在水体系中，HCI、HNO₃、H₂SO₄、HCIO₄均完全解离，都是强酸，无法区分四种酸的强弱，将水的这种作用称为拉平效应。而将它们溶于酸性比水更强的HAc中，它们给出质子的能力则不同。

根据在乙酸中的解离平衡常数Ka^Θ值的大小可区分出这几种强酸的酸性强弱，乙酸的这种作用称为区分效应，HAc是几种强酸的区分试剂。

在质子酸碱反应中，反应进行的方向是由强酸强碱生成弱酸弱碱。例如

酸碱质子理论扩大了酸碱的范围，但其也有局限性，对于无质子的体系则不适用。

7.4.3 酸碱电子理论(路易斯理论)在酸碱质子理论提出的同时，1923年路易斯(G.N.Lewis)提出了酸碱的电子理论，也称为路易斯理论。

在反应中能接受电子对的物质称为酸，如H⁺、Na⁺、BF₃等均含有空轨道可以接受电子对，都是路易斯酸；在反应中能给出电子对的物质称为碱，如OH^-、CN^-、NH₃等均可以给出电子对，故为路易斯碱。

酸是电子对的接受体，接受电子对的能力越强，酸性越强。碱是电子对的给予体，给出电子对的能力越强，碱性越强。

酸碱电子理论可以把反应分成两种类型，一种是酸和碱生成酸碱配合物的反应。例如

另一种是取代反应，包括酸取代反应，碱取代反应和双取代反应。例如

酸碱电子理论的优点在于其适用范围比较广泛，而局限性在于酸碱的特征不明，且无法比较酸碱的相对强弱。

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

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