大学无机化学(吉林大学、武汉大学、南开大学版) 第23章 无机物性质规律讨论 —— 内蒙古民族大学.pptVIP

第 23 章 无机物性质规律讨论 3. 水溶液的酸碱性 强酸：HCl HBr HI 弱酸：HF H2S H2Se H2Te 弱碱：NH3 PH3 两性：H2O 水解：B2H6、SiH4 不水解：CH4、PH3、AsH3 酸强度增加 CH4 ~ 58 SiH4 ~ 35 GeH4 ~25 SnH4 ~ 20 NH3 ~ 39 PH3 ~ 27 AsH3 ~19 SbH3 ~ 15 H2O ~ 16 H2S ~ 7 H2Se ~ 4 H2Te ~ 3 HF ~ 3 HCl ~ 7 HBr ~9 HI ~ 10 酸强度增加 分子型氢化物在水溶液中 pKa 的值(298K) 计算公式: △fG0 = -2.303RT lgKa pKa越小，酸性越强，水是16，为中性，大于16为碱性 影响pKa值 的因素 HA(aq) H3O+ + A- (aq) H2O HA(g) H(g) A(g) + H+ (g) I (电离势) H (脱水能) D (键能) A- (g) E(电子亲合能) Hc (阳 离子水合能) Ha (阴离子水合能) △iH0 = H + D + I + E + Hc + Ha 无氧酸的强度取决于三 个因素 (1) HA的键能(D): H—A键越弱，越易放出H+。如HF HCl (2) 元素电子亲合能E越大，则HA分子的极性大，易于电离， 如 H2O HF (3) 阴离子A-的水合能(Ha): 半径小的阴离子,其水合能大, 则有利 于HA在水中的电离。 2.3 含氧酸（HnROm） 1.含氧酸根（ROmn-）的结构 R—O—H R+ + OH- 碱式电离 R—O—H RO- + H+ 酸式电离 离子势：? = Z / r (? 大，进行酸式电离)；(? 小，进行碱式电离) ? ? 7 7? ? 10 ? ? 10 （碱性） (两性) (酸性) (1)卡特雷奇规则 非金属氢氧化物ROH，在水中有两种离解方式，取决于阳离子的极化能力,而极化能力与阳离子的电荷和半径有关，卡特雷奇把两者结合起来提出离子势概念。 Z (2)含氧酸及其酸根结构特征 规律：第二周期：平面三角形结构 第三、四周期：四面体结构 第五、六周期：八面体结构 1) 除形成σ键外,还形成π键(反馈π键或离域π键)。 2) 同一周期元素的含氧酸及其酸根为等电子体(32、50、 68、154)，结构相似；分子中非羟基氧随中心原子 半径的减少而增加。 3) 同一族元素的含氧酸，随着中心原子半径的递增， 分子中羟基氧增加，非羟基氧减少( R半径大，5d成 键能力增强，以激发态的sp3d2杂化形成八面体结构, 配位数为6，如H5IO6、H6TeO6)。 2.含氧酸的强度 鲍林、徐光宪等提出的经验规则 （1）多元含氧酸逐级电离常数之比为： K1：K2：K3 = 1：10-5：10-10 或 pK1：pK2：pK3 = 1：5：10 K1 K2 K3 H2SO4 103 1.0×10-2 H3PO4 7.0 ×10-3 6.3 ×10-8 4.2 ×10-13 （2）含氧酸 (ROm-n(OH)n 的 K1 与非羟基氧原子数 N (m-n) 的关系为: K1≈105N - 7 或 pK1 ≈ 7-5N