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溶液中的酸堿電子理論


實驗室k / 2018-07-09

    在酸堿質子理論提出的同一年,美國化學家G.N. Lewis提出了酸堿電子理論。
    該理論的基本要點是,酸是任何可以接受電子對的分子或離子物種,酸是電子對的接受體,必須具有可以接受電子對的空軌道。堿則是可以給出電子對的分子或離子物種,堿是電子對的給予體,必須具有未共享的孤對電子。酸堿之間以共價配鍵相結合。

溶液中的酸堿電子理論


    Lewis的酸堿電子理論的適用范圍更廣泛。例如,H+與OH-反應生成H2O,這是典型的Arrhenius電離理論的酸堿中和反應。質子理論也能說明H+是酸,OH-是堿。根據(jù)酸堿電子理論,OH-具有孤對電子,能給出電子對,它是堿;而H+有空軌道,可接受電子對,是酸;H+與OH-反應生成含配位鍵的酸堿加合物H2O。
    在氣相中氯化氫與氨反應生成氯化銨。這一反應既可用質子理論解釋,也可用電子理論解釋。按照電子理論,NH3中N上的孤對電子提供給HCI中的H(指定原來HCl的H-CI鍵的共用電子對完全屬于Cl之后,H有了空軌道),形成NH+4:中的配位共價鍵[H3N→H]+。
    堿性氧化物Na2O與酸性氧化物SO3反應生成鹽Na2SO4,該反應也是酸堿反應。然而,該反應不能用質子理論說明。但根據(jù)酸堿電子理論,Na2O中的O2-具有孤對電子,是堿;SO3中S能提供空軌道接受孤對電子,是酸;Na2O與SO3反應生成含配位鍵的酸堿加合物Na2SO4。B(OH)3與水反應并不是給出它自身的質子,而是B(有空軌道)接受了H2O的OH-中O2-提供的孤對電子形成B(OH)-4,因此,硼酸H3BO3不是質子酸,而是Lewis酸。

    Lewis酸的范圍很廣泛,許多配合物和有機化合物都是Lewis酸堿的加合物。但是酸堿電子理論也不是完美無瑕的,其缺點是不易確定酸堿的強度。


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