硬软酸碱理论

1、酸碱理论,,软硬酸碱的分类及原则,1. 软硬酸碱的分类 软硬酸碱是对路易斯酸碱的进一步分类。根据路易斯酸的受电子原子和路易斯碱的给电子原子的特点，把它们保持价电子能力的强和弱分别称为硬和软。,酸有三类：一类称为硬酸，它的特点是金属或其它接受电子原子的体积小，正电荷高，没有易变形和易失去的电子，也就是接受电子对外层电子抓的紧。另一类称为软酸，它的特点是金属或其它接受电子原子体积大，正电荷低或等于零，有若干易变形或易失去的电子，也就是接受电子原子对外层电子抓的松。最后某些酸对外层电子抓的松紧的程度介于硬酸和软酸之间，称为交界酸。三类酸的举例见表10-8,表10-8 酸的软硬分类,H+ Li+ Na+ K+Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+硬酸 Al3+ Cr3+ Fe3+ Co3+Ti4+ Mn4+ Mn2+BF3 SO3 CO2Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ 交界酸 Zn2+ Pb2+ Sn2+ Sb3+ Bi3+ SO2Cu+ Ag+ Cd2+Pt2+ Hg2+ Pd2+ Tl3+ 软酸 I+ Br+I2 Br2 S某些金属原子(Fe、Ni),软度增加,碱亦有三类：一类称为

2、硬碱，它的特点是碱中的给电子原子不易失去电子，电负性高，难变形不易被氧化，即对外层电子的吸引力强。另一类称为软碱，它的特点是碱中的给电子原子易失去电子，易极化变形，电负性小即原子对外层电子的吸引力弱。性质介于软、硬之间的碱称为交界碱。三类碱的举例见表10-9。,表10-9 碱的软硬分类,H2O OH- O2- F- CH3COO- 硬碱 PO43- Cl- CO32- SO42-ClO4- NO3- NH3交界碱 Br- NO2- SO32-H- SCN- 软碱 COCN- I- HS- S2O32- S2-,软度增加,必须指出：软硬酸碱的分类不但与元素的性质相关，而且与它们的氧化态也有关，即随着其离子电荷的不同而改变。例如，Fe3+和Sn4+是硬酸，而Fe2+和Sn2+则为交界酸。Cu2+为交界酸而Cu+则为软酸。SO42-为硬碱，SO32-则为交界酸，S2O32-为软碱等。另外，与结合在酸碱上的基团也有影响。如：BH3为软酸，BF3为硬酸，而B(CH3)3则为交界酸。又如NH3为硬碱，C6H5NH2为交界碱。,2. 软硬酸碱原则及其应用 从大量的酸碱反应和酸碱络合物的性质中，总结出

3、了软硬酸碱原则（简称SHAB*原则）。这个原则是：软酸与软碱容易生成稳定的化合物，硬酸与硬碱也容易生成稳定的化合物，至于交界的酸碱，就不论对方是软还是硬都能反应，所生成的化合物的稳定性相差不大。由此总结为：“软亲软，硬亲硬，软硬交界就不管。”这仅仅是一个简单原则，而且也有不少例外，但在目前仍是一个有用的原则。应用这一原则可以说明无机物质的某些性质。,(1) 化合物的稳定性 HF和HCl是稳定的化合物，而HI则不稳定，稍加热就会分解。这是由于前面两个是硬-硬结合，而后面是硬酸(H+)与软碱(I-)的结合，故不稳定。又如H2SO4比H2SO3稳定(H2SO3只能存在于水溶液中)。HNO3又比HNO2稳定，也是因为SO42-、NO3-是硬碱，SO32-和NO2-是交界碱，所以前两种酸是硬-硬结合，故比较稳定，后两种酸是硬-交界碱结合，故稳定性比较差。,自然界存在的许多矿物也符合硬亲硬、软亲软的原则。如：硬-硬 软-软 菱镁矿 MgCO3 辉铜矿 Cu2S石灰石 CaCO3 闪银矿 Ag2S萤石 CaF2 辰砂 HgS重晶石 BaSO4 硫镉矿 CdS金红石 TiO2 赤铁矿 Fe2O3,(2

4、)物质的溶解性 物质的溶解可看作是溶剂和溶质之间的酸和碱的相互作用，溶剂作为酸或碱，有软硬之分，相似相溶的原则在这里就是：硬亲硬、软亲软。也就是硬溶质易溶于硬溶剂，软溶质易溶于软溶剂。例如，单质碘和硫都难溶于水，因为I和S都是软酸。但是它们能分别溶在含有I- 、S2-的溶液中，这是因为软酸I2能与软碱I-结合形成I3-，而软酸S能与软碱S2- 结合形成多硫离子S2-，由于I- 、S2-本来是溶于水的，所以I2和S也能分别溶于含有I- 、S2-的水中。,(3) 估计物质在溶剂中相对的电离度大小 例如，在水溶液中，NaBr和HgBr2二种盐，哪一种更易电离呢？可以这样分析：Na+ 硬 酸 Br- 交界碱Hg2+ 软 酸 H2O 硬 碱,根据SHAB原则，NaBr在水溶液中，Na+ 与H2O是硬-硬结合比Na+Br-的硬酸交界碱结合更稳定，因此NaBr在水中电离度大，而软酸Hg2+ 宁可与交界碱Br-结合而更难与H2O硬碱结合，所以HgBr2电离度小。又如，为什么HF在水溶液中是弱酸，而HCl、HBr、HI则为强酸呢？这是因为H+是硬酸，F-、Cl-、Br-、I-中F-是最硬的碱，F-比H2O的硬度更大，H2O 比Cl- 硬。,所以HF结合比H+H2O（即H3O+）结合得更牢固，更稳定，因而在HCl中H+更易与较硬的H2O结合，因此，HF + H2O H3O+ + F- HCl + H2O H3O+ + Cl-,总之，SHAB原则不仅对无机化合物的稳定性、溶解性、电离度等方面能给予较好的说明，对解释其它性质或现象亦作了一些成功的尝试。但是这一原则对酸碱软硬的区分，仍然是经验性的，在有些问题上它还不能作出符合实际的说明。例如，S2-、CN- 都属于软碱，而H+ 属于硬酸，H2S、HCN 应属于硬软相结合，这种结合应该是不稳定的，也就是说它们溶于水后电离程度应该是大的，而事实上它们都难电离，都是弱酸。这就说明这一原则还有许多不完善之处。,Add your company slogan,Thank You !,

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