酸碱平衡和配位反应

无机化学之酸碱平衡和配位反应知识梳理，包括酸碱质子理论、水的解离平衡和溶液的PH、弱酸弱碱的解离平衡、配位反应和配位平衡、配位化合物等等。

酸碱平衡 和配位反应

• 酸碱质子理论
  • 历史回顾
    • 1663年早期酸碱理论 (波义尔、拉瓦锡)
    • 1887年 酸碱电离理论(阿伦尼乌斯)
    • 1905年 酸碱溶剂理论(富兰克林)
    • 1923年酸碱质子、电子理论(劳里、布朗斯和路易斯)
    • 1963年 软硬酸碱理论(皮尔逊)
  • 酸碱质子理论
    • 酸碱反应的实质
      • 是质子的转移（质子转移发生在酸和碱之间）
      • 是两个共轭酸碱对共同作用的结果
      • 是两个酸碱半反应组成一个酸碱总反应
    • 特点：①酸碱可以是分子也可以是阴阳离子 ②有的物质既是算酸也是碱，为两性物质（水、HS⁻、HCO₃⁻等等）
    • 酸:凡是能释放出质子的任何分子或离子(NHO₃ 、H₂O等)
    • 碱:凡是能与质子结合的分子或离子（OH⁻ 、H₂O等）
    • 共轭酸碱 ： 共轭碱 ——酸给出质子后生成的碱  共轭酸——碱接受质子后生成的酸
    • 酸中有碱，碱可变酸；有酸才有碱，有碱才有酸
      • 须记住
  • 酸和碱的相对强弱
    • 定义：指酸给出质子和碱接受质子的能力的强弱
    • 酸性↑，其共轭碱越↓；与之相反
    • 其强度与酸碱的本性和溶剂有关
    • 具有区分、拉平效应
• 水的解离平衡和溶液的PH
  • 溶液的PH＝-lg{c（H₃O⁺）｝
  • 水的解离平衡kΘw=1×10⁻¹⁴（T↑Kw↑）
• 弱酸弱碱的解离平衡
  • 一元弱酸弱碱的解离平衡
    • KΘa—一元弱酸的解离常数（KΘa↑,其酸性越↑，共轭碱的碱性越↓） KΘb—一元弱碱的解离常数（与酸相反）
    • 意义（酸碱同意义） ①比较酸的相对强弱 ②已知某酸的解离常数，可求共轭碱的强弱 KΘb＝KΘw/KΘa ③比较共轭酸碱对的相对强弱
    • 
    • 弱酸弱碱的解离常数只于T有关
  • 多元弱酸的解离常数
    • 在KΘa₁＞KΘa₂＞10³时，溶液中的氢离子浓度按第一步解离近似计算
    • 结论
      • 多元弱酸的解离分步进行，一般溶液中的cH⁺主要按第一步计算
      • 对于二元弱酸，当KΘ₁＞KΘ₂时，酸根离子的浓度≈KΘ₂
      • 对于二元弱酸，若弱酸的浓度一定，则酸根离子的浓度与氢离子的平方成反比
  • 盐类的水解反应
    • 弱酸弱碱盐：KΘa·KΘb＝KΘw 弱碱弱酸盐
    • 影响盐类水解的因素
      • 盐🧂的浓度：c盐↑，水解度↑
      • 温度：加热和稀释都有利于盐类的水解
      • 溶液的酸碱度
• 缓冲溶液
  • 同离子效应：在弱电解质溶液中，加入同离子的易溶强电解质 使弱电解质的解离度降低（盐效应使其增大）
  • 缓冲溶液
    • 定义：具有能保持本身PH相对稳定性能的溶液
    • 作用：对强酸强碱或稀释的抵抗作用
    • 组成
      • 弱酸＋共轭碱——HAc-NaAc
      • 弱碱＋共轭酸——NH₃-NH₄Cl
      • 酸式盐＋共轭碱——NaHCO₃-Na₂CO₃
    • 缓冲溶液的应用
    • 
• 配位反应和配位平衡
  • 配合物的解离常数和稳定常数
    • KΘd——解离常数
    • 配合物的生成反应是配合物解离反应的逆反应 KΘf＝1/KΘd（KΘf↑，配合物越稳定）
  • 配体取代反应
    • 生成的配合物的Kf↑，取代所用的配合剂的浓度↑，取代反应越完全
  • 配合物的稳定性
    • 定义集
      • 硬碱：电负性大，半径小，难被氧化，不易变形的原子 eg:H₂O 、OH⁻、Cl⁻、NH₃、F⁻
      • 软碱：电负性小，半径大，易被氧化，易变形的原子 eg:S²⁻、I⁻、SCN⁻、C₂H₄、R⁻
      • 硬酸：电荷数多，半径较小，不易变形的阳离子 eg:H⁺、Li⁺、Na⁺、BF₃、Al（CH₃）₃
      • 软酸：电荷数少，半径较大，易变形的阳离子 eg:Cu⁺、Ag⁺、I₂、Br₂（金属原子）
      • 交界酸：Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、B（CH₃）₃、SO₂、GaH₃
      • 交界碱：C₆H₅NH₂、N₃⁻、Br⁻、NO₂⁻
      • 硬软酸碱原则（HSAB） 硬亲硬，软亲软
    • 螯合物的稳定性
      • 螯合物比具有相同配位原子的简单配合物稳定
• 配位化合物
  • 配合我物的组成
    • Lewis酸——形成体（中心离子） Lewis碱——配位体
    • 配合物：形成体与一定数目的配位体以配位键 按一定的空间结构结合形成的离子or分子
    • 配合物可无外界，不可无内界
  • 配合物的化学式和命名
    • 配合物的命名
      • 外界命名法
        • H⁺——✘✘✘酸 OH⁻——氢氧化✘✘✘ 盐：先阴后阳（离子），简酸根加“化”——某化某 复杂酸根加“酸”——某酸某 
      • 内界命名法
        • 先离子配体 先无机配体 先配体 ↣ 后分子配体 后有机配体 后中心离子
          • 先阴后中，先无后有，先A后B，先少后多
      • 配合物的命名原则
        • 配体数（二、三、四）→配体名称→合→形成体名称（Ⅱ、Ⅲ）＋氧化态值
    • 配合物的分类
      • 简单配合物 螯合物 多核配合物 羰合物 烯烃配合物 多酸型配合物
• 酸碱垫电子理论
  • Lewis酸：凡是可以接受电子的对的分子、离子or原子 Lewis碱：凡是给出电子对的离子or分子
• 酸碱指示剂
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