软硬酸碱理论的化学反应
软硬酸碱理论可说明多种化学现象。 酸碱取代作用倾向于形成硬-硬、软-软化合物:HI(g)+F(g)→HF(g)+I(g) ΔH=-263.6kJ/mol
式中g为气态。H是硬酸,优先与硬碱F结合,反应放热。
双取代反应也倾向于生成硬-硬、软-软化合物,反应放热,如Li、Be是硬酸(Be比Sr硬),F是硬碱,I是软碱,反应如下: LiI+CsF→LiF+CsI ΔH=-65.7kJ/mol
BeI2+SrF2→BeF2+SrI2 ΔH=-200.8kJ/mol 软-软、硬-硬化合物较为稳定。如软酸Cu易与软碱CN生成稳定的配位化合物(简称配合物)Cu(CN)+,其稳定常数lgβ2=24,此值大于Cu与硬碱NH3配合物Cu(NH3)2+的稳定常数(lgβ2=10.8);又如软酸Cd与软碱CN的配合物Cd(CN)+的稳定常数lgβ4=18.9,大于Cd与硬碱NH3配合物Cd(NH3)的稳定常数(lgβ4=6.92);软碱I易与软酸I2、Ag形成稳定的I3-、AgI,而硬碱却不能形成稳定的I2F、AgF。
一般软-硬化合物不够稳定,如CH2F2易分解:2CH2F2(g)─→CH4(g)+CF4(g)
硬酸Mg、Ca、Sr、Ba、Al等在自然界的矿物都是与硬碱O、F、CO、SO等的化合物,而软酸Ag、Hg等主要是与软碱S等的化合物。
高氧化数金属的化合物都是氧化物和氟化物,属硬-硬化合物,如OsO4、Mn2O7、IF7、OsF6;而某些低氧化数的金属与软碱的化合物比较稳定,如Mn(CO)5Cl。 物质的溶解也是溶质和溶剂间的酸碱反应。常用的硬碱溶剂水和氨,较易溶解硬酸-硬碱的化合物,如LiCl、MgSO4、KNO3…;而软碱溶剂如苯等,易溶解软酸Br2、I2。
软酸Ag与硬碱F的化合物易溶于水,而软酸Ag与软碱Br、I的化合物难溶。Ag与硬碱NH3配合物的稳定常数lgβ2=7.4。对软酸Ag来说,碱的软性减弱顺序是:硬溶剂优先溶解硬溶质,软溶剂优先溶解软溶质。许多有机化合物不易溶于水,就是因为水是硬碱。 M(s)→M(aq)+ne
式中s为固态;aq为水溶液。金属离子化倾向取决于三个过程的能量: M(s)→M(g) (升华)
M(g)→M(g)+ne (电离)
M(g)+ne→M(aq)+ne (水合)
式中g为气态。金属的升华、电离都是吸热过程,水合是放热过程。从能量角度看,反应的推动力是水合能。若M是硬酸,则较易与硬碱(水)结合,金属的电极电势偏高;若M是软酸,与水的结合力较弱,金属的电势相应偏低。对于软酸(如Ag),如加入软碱(如 Br等),因发生软-软结合,使金属的标准电极电势有所降低,如:在液氨溶剂中,由于NH3不如H2O强,使某些硬酸的电势有所升高,而有些软酸的电势有所降低(与在水中的电极电势比),如表。
异性双基配体的配位情况 常见到的异性双基配体(见配位化合物)有 SCN、SeCN、 OCN、CNO、CN、S2O3…等,它们与何种原子配位,也可以利用硬-硬、软-软结合规则来判断:Fe是硬酸,将与SCN中“硬端”——N原子结合成Fe(NCS)3,其他如表所示。
类聚作用 酸或碱的接受或给予原子的酸碱性受形成配合物时配位体软、硬性的影响。一般软配位体倾向于使酸、碱变软,而硬的配位体趋向于使硬性增强。如【CoF(NH3)5】比【CoI(NH3)5】稳定,因硬碱NH3加强了Co的硬性,使之更易与强碱F结合。反之,若用软碱CN代替硬碱NH3,加强了Co的软性,使 【Co(CN)5I】稳定,而【Co(CN)5F】则不能形成。
加合反应热效应 表2是水溶液中的几个酸碱反应实例,前六个都是硬酸-硬碱的结合,ΔH(焓变)的绝对值都不大,TΔS(T为温度;ΔS为熵变)是较大的正值,其正向反应的推动力是TΔS;软酸-软碱结合的ΔH为负值,TΔS也是较小的值。
在水溶液中,软酸-软碱、硬酸-硬碱类型的结合,其ΔH和TΔS值的差别与水合作用有关。H2O是硬性物,硬碱、硬酸原先都有强烈的水合作用,当硬酸和硬碱加合时,排挤出原先的水分子,使混乱度增高,即ΔS增大;而软酸、软碱原先的水合较弱,当较酸和软碱发生加合时,放热明显,愈软,放热愈多。例如,Hg是软酸,它与软碱CH3加合得CH3Hg,后者与软碱RS加合,放热更多。 有机化学中的弗里德-克雷夫茨反应以无水氯化铝AlCl3作催化剂。AlCl3是硬酸,与RCl中的硬碱Cl结合而活化:R与苯核作用:硬酸H与AlCl3中的硬碱Cl结合:其他硬酸如SnCl4、FeCl3也有类似于AlCl3的作用。
金属催化剂中毒问题,也可从软硬酸碱规则来理解。一般零氧化数的金属都是软酸,易与软碱反应而中毒。如铁(软酸)催化剂,易与软碱如一氧化碳、硫、磷、砷等发生不可逆反应而引起铁中毒;硬碱如氧、水与铁发生可逆反应,不会引起铁中毒。 一般形成软酸-软碱化合物的反应速率较高。CH3Cl是软酸CH3和硬碱Cl的化合物,其中的CH3能与软碱RS、I、S2O3、R3P等发生较快的取代反应,而与硬碱RO、R3N、F、SO娸等的取代反应速率较低:CH3Cl+RS→CH3SR+Cl
CH3Cl+RO→CH3OR+Cl
前一个反应的速率是后者的100倍。
又如HI和AgF都是软-硬化合物。HI中的I(软碱)与Ag(软酸)发生快反应。同理,AgF 中的F(硬碱)与Al(硬酸)也发生快反应:HI+Ag→AgI+H
3AgF+Al→AlF3+3Ag
为了统一酸碱软硬标度,皮尔孙以H(质子)作为硬酸、CH3Hg(甲基汞离子)作为软酸的实验标准来测定它们与碱(B)反应的平衡常数,以决定碱的相对反应性能:硬酸H的参比平衡常数对数值lgK1的改变趋势与软酸CH3Hg的参比平衡常数对数值lgK1的改变趋势恰好相反(表3)。这表明:酸碱软硬标度既与碱本身的性质有关,也和与之结合的酸的特性有关。 同理,可用标准硬碱和标准软碱为参比,测定与酸的相对反应性质。
软硬酸碱理论化学反应
软硬酸碱理论是一种化学理论,它解释了多种化学反应现象。根据该理论,化学反应倾向于形成硬-硬或软-软的化合物。例如,氢碘酸(HI)与氟气(F)反应形成氟化氢(HF)和碘(I),此反应为放热反应(ΔH=-263.6kJ\/mol),其中氢是硬酸,优先与硬碱F结合。双取代反应如锂碘(LiI)与铯氟(CsF...
软硬酸碱理论的化学反应
软硬酸碱理论可说明多种化学现象。 酸碱取代作用倾向于形成硬-硬、软-软化合物:HI(g)+F(g)→HF(g)+I(g) ΔH=-263.6kJ\/mol式中g为气态。H是硬酸,优先与硬碱F结合,反应放热。双取代反应也倾向于生成硬-硬、软-软化合物,反应放热,如Li、Be是硬酸(Be比Sr硬),F是硬碱,I是软碱...
软硬酸碱理论酸碱反应规律为
软硬酸碱理论认为,化学反应中遵循着一个基本规律:硬酸倾向于与硬碱结合,而软酸则与软碱结合。这是一种广泛适用的经验法则。首先,取代反应通常形成硬-硬或软-软的化合物,这是因为这种组合更倾向于稳定。例如,软-软、硬-硬的化合物由于相互间的弱相互作用,更加稳定,而软-硬化合物的稳定性相对...
软硬酸碱理论的反应规律
“硬酸优先与硬碱结合,软酸优先与软碱结合。”这虽然是一条经验规律,但应用颇广:①取代反应都倾向于形成硬 - 硬、软 - 软的化合物。②软-软、硬-硬化合物较为稳定,软 - 硬化合物不够稳定。③硬溶剂优先溶解硬溶质,软溶剂优先溶解软溶质,许多有机化合物不易溶于水 ,就是因为水是硬碱。
关于软硬酸碱理论
软硬酸碱理论指出,化学反应中的酸碱性质与分子对电子的吸引力有关。软酸如Cu+、Ag+等,其外层电子松散,易于失去或共享;而硬酸如H+、Li+等,电子吸引力较强。软碱如CO、CN-,容易接受电子;硬碱如NH3、OH-,对电子的亲和力较大。根据这个理论,硬酸倾向于与硬碱结合,形成稳定的化合物,反之...
谁能解释清楚 软硬酸碱理论 急
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关于软硬酸碱理论
4. 电子亲和性与给予能力:软硬酸碱之间的反应实质上涉及电子的给予和接受过程。软酸碱具有较强的电子亲和性,更容易接受电子对;而硬酸碱的电子给予能力较弱,更倾向于形成稳定的离子键。这种电子行为的差异导致了软硬酸碱在化学反应中的不同表现。总结来说,软硬酸碱理论是一个重要的化学理论,它通过...
软硬酸碱理论的理论原理
“硬”粒子的极化性较低,但极性较大;“软”粒子的极化性较高,但极性较小。此理论的中心主旨是,在所有其他因素相同时,“软”的酸与“软”的碱反应较快速,形成较强键结;而“硬”的酸与“硬”的碱反应较快速,形成较强键结。 大体上来说,“硬亲硬,软亲软”生成的化合物较稳定。
有机化学-软硬酸碱理论-考研学习
硬酸,指的是体积小、正电荷数高且可极化性低的中心原子,如H+,它的高电荷密度和小半径是其硬性的体现。相反,软酸则倾向于体积大、正电荷数低且可极化性高的,如Ag+\/Cu2+,它们通过共价键相互作用。硬碱,是电负性高、极化性低且难被氧化的配位原子,如F-\/OH-,它们的小尺寸和高电荷密度...
软硬酸碱理论是怎么样来定义的?
化学反应的发生往往源于能量的平衡,而这背后涉及多种复杂的机理。电荷中和、溶剂效应、共轭体系的扩展、芳香性以及位阻减小等,都是化学家们用来解释这一现象的语言。然而,软硬酸碱理论如同一个简化的框架,它更直接地反映了化学反应的本质,被广泛应用于各种化学领域。就像酸碱性有其对应的酸碱度,软硬...
雷园天晴:[答案] HSAB理论,也叫“硬软酸碱理论” (the theory of hard and soft acids and bases) 注意:准确说它只是Lewis理论的延伸或说是特殊情况. 定义 体积小,正电荷数高,可极化性低的中心原子称作硬酸,体积大,正电荷数低,可极化性高的中心原子...
淮安市15725939450: 根据硬软酸碱理论,(Mn2+,Ca2+,Ni2+,Zn2+)中最软的酸?请问如何解答? - ?
雷园天晴: Pearson对酸碱物质进行分类,把Lewis酸碱分为硬酸(碱)、软酸(碱)和交界酸(碱):把金属离子半径小,正电荷多,极化率小,称为硬酸;金属离子半径大,正电荷少,极化率大,易变形,称为软酸;属于两者之间的称为交界酸.对于...
淮安市15725939450: 关于软硬酸碱理论 - ?
雷园天晴: 软酸、软碱对外层电子抓得松,硬酸、硬碱对外层电子抓得紧.例如,Cu+、Ag+、Au+、Pt2+、Pt4+ Hg2+等为软酸,CO、CN-、I- S2-等为软碱.H+、Li+、Na+、K+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Ti4+、Fe3+ Al3+ 等为硬酸,NH3、H2O、OH-、F-...
淮安市15725939450: 用软硬酸碱理论解释在稀AgNO3溶液中依次加NaCl,NH3,KBr,Na2SrO3,KI,KCN,Ag2S产生沉淀溶解交替的原因 - ?
雷园天晴:[答案] 所谓软亲软,Ag(+)为软酸,会与较软的碱生成较为稳定的产物(相应的溶解度较小) 软碱的特征为半径大而变形性大,Cl(-).Br(-),I(-)软度递增,因而溶解度递减,上面的也是一样
淮安市15725939450: 高中化学中,常见酸的酸性比较. 要全一点的,还有原因. - ?
雷园天晴: 1、强酸:高氯酸,氢碘酸,硫酸,氢溴酸,盐酸,硝酸,碘酸等. 2、中强酸:草酸(乙二酸),亚硫酸,磷酸,丙酮酸,亚硝酸. 3、弱酸:碳酸,柠檬酸,氢氟酸,苹果酸,葡萄糖酸,甲酸,乳酸,苯甲酸,丙烯酸,乙酸(醋酸),丙酸,...
淮安市15725939450: 软硬酸碱理论大提出其最主要的应用为什么说 - ?
雷园天晴: 软硬酸碱理论简称HSAB(Hard-Soft-Acid-Base)理论,是一种尝试解释酸碱反应及其性质的现代理论.它目前在化学研究中得到了广泛的应用,其中最重要的莫过于对配合物稳定性的判别和其反应机理的解释.软硬酸碱理论的基础是酸...
淮安市15725939450: 软硬酸碱理论的理论依据是什么? - ?
雷园天晴: 软硬酸碱理论是在Lewis酸碱电子对理论基础上提出的.该理论是根据金属离子对多种配体的亲和性不同,把金属离子分为两类.一类是“硬”的金属离子,称为硬酸;另一类是软的金属离子,称为软酸.硬的金属离子一般是半径小,电荷高.在与半径小,变形性小的阴离子(硬碱)相互作用时,又较大的亲和力,这是以库仑力为主的作用力.软的金属离子由于半径达,本身又较大的变形性,在与半径大,变形性大的阴离子(软碱)相互作用时,发生相互间的极化作用(*软酸软碱作用),这是一种以共价键力为主的相互作用力.
淮安市15725939450: 溶剂合酸 溶剂合碱介绍一下能介绍一下目前几种酸碱理论更好 - ?
雷园天晴:[答案] 酸碱理论,目前常用的有三种; 1、酸碱电离理论.是Arrhenius在1887年提出的,认为:凡是在水溶液中电离出的阳离子全部是H+的物质是酸,电离出的阴离子全部是OH-的物质是碱. 2、酸碱质子理论.是Bronsted和Lowry在1923年提出的,认为:凡...
淮安市15725939450: 用软硬酸碱理论如何解释硫酸 - ?
雷园天晴: 两个角度理解 1、中心S是+6价,正电荷越高,即硬酸. 2、硫酸是一种很稳定的酸,而硬硬结合或软软结合的产物一般都很稳定.
淮安市15725939450: 二氧化硅与氢氟酸反应 - ?
雷园天晴: (1)二氧化硅与氢氟酸反应化学方程式和离子方程式---没区别!(2)SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O OK!