词条 | 质子酸 |
释义 | 概念任何能释放出质子(H+)的物质(包括分子和离子);称为质子酸 NH3、H3PO4、Cu(OH)2、等都是质子酸,因为它们都能给出质子 酸碱质子论 英文名称:Brφnstde-Lowry acid-base concept 说明:凡能给出质子的分子或离子叫酸(即质子酸),凡能和质子结合的分子或离子叫碱(即质子碱)。例如HCl、H2SO4、CH3COOH、HCO3 2-、NH4+等都能放出质子,它们都是酸。NaOH、NH3、CH3COO-、CO2-3等都能夺取质子,它们都是碱。按照酸碱质子论,酸碱反应是质子转移的反应。1923年丹麦的布仑斯惕(Brφnsted)和英国的劳里(Lowry)分别提出,所以又称布朗斯台德-劳里酸碱论。 酸给出质子后,变成碱,同理,碱接受质子后,变成酸。所以:酸 = 碱 + 质子 处于上述关系式中的一对酸和碱,互称为共轭酸碱。Cl- 是HCl的共轭碱 , 而HCl 是Cl- 的共轭酸。H2O 作为一种酸时,其共轭碱是OH- ; 而H2O 作为 一种碱时,其共轭酸是 H3O+。 氟硫酸(FSO3H)氟硫酸(FSO3H)一种含氟的强酸。我们可以把它看作硫酸与氢氟酸的酐(anhydride)。氟硫酸的迅速水解就产生H2SO4与HF。这超强酸也用在分支烷与芳香化合物的烷基化反应,又能催化单烯的聚合,制造有用的高分子。 魔法酸(magic acid)氟锑磺酸氟硫酸与五氟化锑的等比混合物,学名氟锑磺酸SbF6SO3H 俗称「魔法酸」或魔酸(magic acid),强度达H0~-23。这是1994年诺贝尔化学得主奥拉(G. A. Olah)教授在凯斯西储大学时,研究碳阳离子的稳定化所开拓的试剂。这么强的酸离子化所得的共轭碱是没有任何亲核性的,故产生的碳阳离子不会被中和(如本身很不稳定,则只会重排生成较稳定的结构,但仍会是碳阳离子)。魔法酸的发现很戏剧化:1966年圣诞节过后,奥拉教授的一位研究生不知是贪玩或无意,把庆节的蜡烛取一小块丢进他配好的强酸中,使他吃惊的是蜡块竟然溶解了。好奇心驱使这学生拿了溶液去测定核磁共振光谱(NMR),又发现只有叔丁基(CH)3C的讯号。 这种酸能溶解饱和烃。从那时起,Olah实验室人员就给SbF5·HSO3F起个绰号叫“魔酸”(Magic acid)。现在人们习惯地将酸强度超过100% H2SO4的一个酸或酸性介质叫做超酸(或超强酸),把SbF5·HSO3F称作魔酸。也就是后来所说的超强酸。超强酸不但能溶解蜡烛,而且能使烷烃、烯烃等发生一系列化学变化,这是普通酸难以做到的。例如,正丁烷在超强酸的作用下,可以发生 C—H键的断裂,生成氢气;发生C—C键的断裂,生成甲烷;还可以发生异构化反应生成异丁烷。在奥莱教授和他的学生这一发现的启示下,迄今为止,科学家们已经找到多种液态和固态的超强酸。液态的有 HF·SbF5、TaF5·HSO3F 等。固态的有 SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO2·Al2O3 等,它们都有类似于SbF5·HSO3F的性质。 |
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