酸堿質(zhì)子理論
br?nsted-Lowry theory of acids and bases
定義:由丹麥科學家布朗斯特和英國科學家勞里提出的一種酸堿理論。該理論以物質(zhì)對質(zhì)子的授受為依據(jù)來劃分酸堿,認為給出質(zhì)子的物質(zhì)為酸,或稱布朗斯特酸,接受質(zhì)子的物質(zhì)為堿,或稱布朗斯特堿。酸堿不僅可以是分子,也可以是離子;不僅存在于水溶液中,也可擴展到非水溶液和氣相。
學科:化學_無機化學_元素及無機化學
相關(guān)名詞:酸堿反應 共軛酸 共軛堿 水解 電離
圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
19世紀末,阿累尼烏斯提出了酸堿離子理論。該理論認為,酸是在水溶液中產(chǎn)生氫離子(H+)的物質(zhì),堿是產(chǎn)生氫氧根離子(OH-)的物質(zhì)。然而,這一理論存在局限性,主要適用于強電解質(zhì),對于弱電解質(zhì)和無水溶劑中的酸堿反應則解釋不足。1923年,丹麥化學家布朗斯特和英國化學家勞里分別獨立提出了酸堿質(zhì)子理論。這一理論的誕生,是對傳統(tǒng)酸堿離子理論的補充和發(fā)展,更加全面地解釋了酸堿反應的本質(zhì),是酸堿理論發(fā)展史上的一大里程碑。
酸堿質(zhì)子理論認為,凡是能夠給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)都是酸,凡是能夠接受質(zhì)子的物質(zhì)都是堿。由此看出,酸堿的范圍不局限于電中性的分子或離子化合物,帶電的離子也可稱為“酸”或“堿”。若某物質(zhì)既能給出質(zhì)子,也能接受質(zhì)子,那么它既是酸,又是堿,被稱為“酸堿兩性物質(zhì)”。通常將該理論中的“酸”稱作“質(zhì)子酸”,該理論中的“堿”稱為“質(zhì)子堿”。
酸(HA)和堿(A-)之間存在以下關(guān)系:
HA=H++A-
上式中的酸堿稱為共軛酸堿對,酸給出質(zhì)子后形成的物質(zhì)稱為該酸的共軛堿,堿接受質(zhì)子后形成的物質(zhì)稱為該堿的共軛酸。這個式子表明,酸和堿是相互依賴的,揭示了酸堿之間的內(nèi)在聯(lián)系和轉(zhuǎn)化規(guī)律。一種物質(zhì)是酸還是堿,由它在酸堿反應中的作用而定。例如,HCO3-與NaOH反應時放出質(zhì)子,此時它是一種酸;HCO3-與HCl反應時,接受質(zhì)子,則是一種堿。由此可見,酸和堿的概念具有相對性。
應用酸堿質(zhì)子理論,可以解釋酸堿反應的實質(zhì)就是質(zhì)子在酸堿之間的傳遞,不僅適用于水溶液中的反應體系,也適用于氣相中的反應。酸堿質(zhì)子理論還有助于理解酸堿的強度,在同種溶劑中,給出質(zhì)子能力強的酸是強酸,接受質(zhì)子能力強的堿是強堿,反之則為弱酸和弱堿。在水溶液中,酸堿的電離和水解過程也可以看作是質(zhì)子傳遞的反應。強酸在水中完全電離出質(zhì)子和共軛堿,弱酸則部分電離出質(zhì)子和共軛堿。同樣地,堿在水中接受質(zhì)子形成共軛酸。鹽類的水解反應也是離子酸堿之間的質(zhì)子傳遞過程。
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