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1、3无机化学系列专题之二：无机酸强度的变化规律2.1 电子密度在基础化学中所接触到的无机酸大致有两种：一种是所谓的氢化物HX；另一种是中心原子与氧直接相连的含氧酸。影响酸性大小的主要因素，反映在与质子直接相连的原子对它的束缚力的强弱上。而这种束缚力的强弱又与该原子的电子密度的大小有着直接的关系。电子密度的大小与原子所带负电荷数、原子半径有关。它表明某原子吸引带正电荷的原子或原子团的能力。若与质子直接相连的原子的电子密度越大，则对质子的引力就越强，不易释放出质子，酸性弱；反之，与质子直接相连的原子的电子密度越小，则对质子的引力就越弱，容易释放出质子，酸性强。2.2 氢化物HX的酸性强弱规律同一周期
2、的氢化物：NH3 H2O HF；同族氢化物：HF HCl HBr HI。总规律：氢化物的酸性随着原子序数的增加而增强。用电子密度的概念解释。同一周期的氢化物：NH3 H2O HF中，与质子直接相连的原子所带的负电荷依次减小，电子密度依次减小，酸性依次增强；而同族氢化物：HF HCl HBr HI中，与质子直接相连的原子所带的负电荷相同，但半径依次增大，所以电子密度依次减小，酸性依次增强。2.3 含氧酸的酸性强弱规律根据氧化物对酸、碱的反应不同，又将氧化物分为酸性、碱性、两性和不成盐等四类。不成盐氧化物(又称为惰性氧化物)与水、酸、碱不起反应 ，例如：CO、NO、N2O等。与酸性、碱性和两性氧化
3、物相对应，它们的水合物也有酸性、碱性、两性。氧化物的水合物不论是酸性、碱性还是两性，都可以看作是氢氧化物，即：R(OH)x。2.3.1 氧化物及其水合物的酸碱性强弱的一般规律a. 周期系各族元素最高氧化态的氧化物及其水合物(副族与主族的变化大致相同)同周期：从左到右，酸性增强，碱性减弱；KOH Ca(OH)2 Ga(OH)3 Ge(OH)4 H3AsO4 H2SeO4 HBrO4强碱 强碱 两性 两性偏酸 中强酸 强酸 强酸同族：自上而下，酸性减弱，碱性增强。Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2两性 中强碱 强碱 强碱 强碱b. 同一元素形成不同价态的
4、氧化物及其水合物时，高价态的酸性要比低价态强。如：HClO HClO2 HClO3 HClO4弱酸 中强酸 强酸 极强酸对上述规律的解释ROH规则或用电子密度的概念解释。R(OH)x型化合物在水溶液中可按两种方式离解：ROH 在处断裂（RO）化合物发生碱式离解；在处断裂（OH）化合物发生酸式离解。解释：当R的电荷数越多、半径越小时，表现为正离子Rx+的极化力较大，使O的电子云偏向R而使OH极性增大(即吸O斥H能力大)，在水分子的作用下则按酸式电离。反之，若R的电荷少，半径大，极化力小，吸氧斥氢的能力小，则按碱式电离。用途：应用ROH模型可以比较氧化物的水合物(同周期、同族，或同一元素不同氧化态
5、)酸碱性的变化规律。局限性：不能说明以这一氧化物的水合物是酸还是碱？2.3.2 酸碱的确定离子势，用1/2作为ROH酸碱性的标度。 = 阳离子电荷/阳离子半径当的值越大，则R的极化作用越强，ROH主要以酸式电离为主；当值越小，则R的极化作用越小，ROH主要以碱式电离为主。卡特雷提出用1/2作为判ROH 酸碱性的标度。1/2 ROH的酸碱性 1/2 7 碱性 10 酸性 0.32 r：nm r：pm用1/2判断氧化物的水合物的酸碱性只是一个经验规律，对个别物质不适用！如：Zn(OH)2，1/2=5.2，应为碱性，而实呈两性。2.3.3 含氧酸的酸性强度鲍林规律(Pauling)含氧酸的化学式为：
6、HnROm，or写成：ROm-n(OH)n ，m-n为非羟基氧原子数。规则：(m-n)数值越大，酸性越强。如：HClO4 HClO3 HClO2 HClO 酸性强弱 3 2 1 0 非羟基氧的数目再如：HClO4 H2SO4 H3PO4 3 2 1非羟基氧的数目越多，则中心原子的氧化值越高，对羟基氧的吸引力越大，使羟基氧的电子密度减小，容易释放出氢离子，而酸性强。规则：多元含氧酸的分步电离常数 Ka1：Ka2：Ka31：10-5：10-10。如：H3PO4 、 H3AsO4 、 H2SO3等。因随着电离的逐步进行，整个酸的负电荷越来越大，从而使OH键中氧原子的电子密度越来越大，而酸性越来越小。Pauling属经验规则，所以也有例外。
