第二章酸碱理论和非水溶液.ppt

,酸碱理论和非水溶液,2.1,酸碱概念的发展,三百多年前，英国物理学家,R.Boyle,指出，酸有酸味，使蓝色石蕊变红，碱有涩味和滑腻感，使红色石蕊变蓝。,1771,年,A.L.Lavoisier,根据硫和磷在氧气中燃烧后的产物溶于水显酸性，指出,O,是所有酸类物质的共同组成元素。,1881,年英国化学家,H.Davy,以盐酸否定上述观点，提出氢才是一切酸所不可缺少的元素。,1887,年瑞典化学家,S.A.,Arrehenius,提出了酸碱电离理论,(,Arrehenius,酸碱理论,),。,1905,年,E.C.Franklin,提出酸碱溶剂理论,1923,年,J.N.,Bronsted,和,Lowry,提出了酸碱质子理论。,1923,年,G.N.Lewis,提出电子理论。,Lux,-Flood,提出酸碱氧化物,离子理论。,1939,年,Usanovich,提出酸碱正负理论。,一、,一、,S.A.Arrhenius,酸碱电离论,1,、定义,酸：是在水溶液中能够电离，产生的,阳离子全部都是,H,+,的物质；,碱：是在水溶液中能够电离，产生的,阴离子全部是,OH,-,的物质；,酸碱反应的本质：,H,+,+OH,-,=H,2,O,。,Svante,August Arrhenius,瑞典化学家,2,、,贡献：,（,a,）,从现象到本质的飞跃：,从物质的组成上阐明了酸、碱的特征，它对化学科学的发展起到了积极作用。,（,b,）,水是最常采用的溶剂，,该理论一直到现在仍然为人们所熟悉和普遍采用。,3,、缺陷,（,a,）体系的局限性,它把酸和碱只限于水溶液体系中。因为许多物质在非水溶液中不能电离出,H,+,和,OH,-,，却表现出酸和碱的性质，且很多酸碱反应可在非水溶液中进行，也可在没有溶剂的非液态体系中进行。,（,b,）,OH,-,的唯一性,该理论仅把碱看成为氢氧化物，这样就不能解释一些不含,OH,-,基团的分子（如,NH,3,）或离子（如,F,-,、,CN,-,、,CO,3,2-,等）在水中所表现出的碱性。,二、酸碱的电离理论,二、,E.C.Franklin,酸碱溶剂理论,酸：,凡能增加和溶剂,相同阳离子,的物质就叫做该溶,剂中的酸；,碱：,凡能增加和溶剂,相同阴离子,的物质就叫做该溶,剂中的碱。,酸碱反应的实质：,就是具有溶剂特征的阳离子和阴,离子相互作用,形成溶剂分子,。,例如：,酸,碱,酸碱溶剂理论对溶剂的,要求,：必须是,能够发生自偶电离的极性溶剂,。,酸碱溶剂理论扩大了溶剂的范围，也扩展了酸碱概念，它包容了,Arrhenius,的酸碱理论。,酸碱溶剂理论局限性：不适用于不电离的溶剂中的酸碱体系；也不适用于无溶剂的酸碱体系。,三、酸碱的溶剂理论,三、,Br,nsted,J N,丹麦物理化学家,三、酸碱质子理论,酸：,凡能,给出质子,的物质。,碱：,凡能,接受质子,的物质,酸碱反应的,实质：质子的转移,，因此酸碱反应也叫质子转移反应。,适用范围：既适用于水溶液体系，也适用于非水溶液体系。,酸碱质子理论局限性,：酸必须含有可离解的氢原子，不能包括那些不交换质子而又具有酸性的物质。,G N,Lewis,美国物理化学家,四、酸碱电子论,酸：是电子对的接受体,碱：是电子对的给予体,路易斯碱和质子碱是一致的。因凡是能与,H,+,结合者必然是电子对给予体。仅有极少数,Lewis,碱，如,CO,不能接受质子。,路易斯酸比质子酸的范围更广。例如金属离子等。,作为电子对受体的,Lewis,酸,，先决条件是在它的分子、离子或原子团中必须要,有空轨道,；,作为,Lewis,碱,的首要条件，是必须要有,孤对电子,。,Lewis,酸碱的范围极为广泛，它包容了前面所论及的三种酸碱定义，所以通常又把,Lewis,酸碱称为,广义酸碱。,五、酸碱氧化物离子理论,由,Lux,提出，,Flood,扩展。酸碱定义基于氧化物中,氧离子,（,O,2-,，可扩展到其它负离子）,的转移,。,酸是氧离子接受体,；,碱是氧离子给予体,。,碱,=,酸,O,2-,；例：,SO,4,2-,(,碱,),=SO,3,(,酸)+,O,2-,酸碱反应：碱,+,酸,=,盐；例：,CaO+SO,3,=CaSO,4,适用范围：适用于高温、无水、无氢的熔融体系。,六、酸碱正负理论,由前苏联化学家,Usanovich,提出。,酸,：凡是能够,给出正离子,或是能够,与负离子化合,或,接受电子,的物质；,碱,：凡是能够,给出负离子或电子,或,接受正离子,的物质,。,酸碱反应：,酸,+,碱,=,盐,SO,3,Na,2,O Na,2,+,SO,4,2-,SO,3,结合,O,2-,Fe(CN),2,KCN K,4,+,Fe(CN),6,4-,Fe(CN),2,结合,CN,-,Cl,2,K,K,+,Cl,-,Cl,2,结合一个,e,SnCl,4,Zn Zn,2+,SnCl,4,2-,SnCl,4,结合2 个,e,酸碱正负理论是,Lewis,酸碱概念的扩展。,酸碱正负理论的优点：包括了涉及任意数目的电子转移反应，比前面几种定义具有更广泛的含义；更适用于氧化还原反应。,酸碱正负理论的缺点：但正是由于其适用范围太过广泛，因此没有得到广泛的应用。,总结：,酸碱的概括性定义范围十分广泛，不仅包括了上述介绍过的几种定义，而且也包括了目前基本上不用了的其它酸碱理论。,然而，并非对酸碱所下的定义愈广就愈有用。事实上，每种酸碱理论都有其各自的长处，但也都存在着缺陷。,因此，往往必须用不同的酸碱理论来处理不同的问题。,例如,：在处理水溶液体系中的酸碱反应时，可用电离理论或质子理论；在处理配位化学中的问题时，则往往要借助于电子理论。所以，化学工作者必须掌握多种主要的酸碱理论。,2.2,酸碱的强度,2.2.1,质子论的酸碱强度,一、质子酸、碱的强弱,质子酸、碱的强弱，不仅决定于酸、碱本身释放和接受质子的能力，也决定于溶剂接受和释放质子的能力。,在,同一溶剂中,，酸碱的相对强弱,取决于各酸碱的本性,。但,同一酸碱在不同溶剂中,的相对强弱则,由溶剂的性质决定,。,例如：醋酸在水中是弱酸；在液氨中变为强酸，因为氨接受质子的能力比水强；而在无水硫酸中则为碱，因为无水硫酸给出质子的能力比水强。,因此，为了比较各种酸碱的强度，必须固定一种溶剂作为参考介质，一般以水作为参考介质来比较各种酸、碱的强度，即测定各种弱酸或弱碱在水中的酸常数,K,a,或碱常数,K,b,值，比较其相对强弱。,二、溶剂的拉平效应,当一种酸溶于某种溶剂时，若,酸中的质子完全转移至溶剂分子,，就称这种酸被溶剂拉平了，这种效应称为溶剂的拉平效应。,具有拉平效应的溶剂称为拉平溶剂。,不同的,酸,在某一溶剂中,被拉平时,，它们在该溶剂中所表现的,酸性强度是相同,的，酸性强度无法区别。,酸的拉平效应是由于溶剂的碱性相对较强所造成；碱的拉平效应是由于溶剂的相对酸性较强所造成。,三、溶剂的分辨效应,溶剂,能改变不同酸碱相对强度,的效应叫做溶剂的分辨效应，或区分效应。,强,酸性的溶剂,能有效抑制酸的离解，而且溶剂的酸性越强，抑制酸离解的能力越大。在该溶剂中能完全离解的强酸数目就越少，因而,能分辨出不同强度的酸,的种类就越多。,同理，具有很强,碱性的溶剂,也能有效地抑制碱的离解，从而,使碱,的强度有可能,得以区别,。,四、,溶剂的分辨酸碱的能力或范围,1,、,以水为溶剂,（,1,）,写出有关的质子传递反应：,H,3,O,+,+H,2,O=,H,2,O,+H,3,O,+,H,3,O,+,=H,2,O =,OH,-,H,2,O,+,H,2,O,=,OH,-,+,H,3,O,+,H,3,O,+,+H,2,O=,H,2,O,+H,3,O,+,K=,H,2,O,H,3,O,+,/,H,3,O,+,H,2,O=,1,（,pK,=0,）,H,3,O,+,H,2,O,A,区,H,2,O,+,H,2,O,=,OH,-,+,H,3,O,+,K=,OH,-,H,3,O,+,/,H,2,O,H,2,O,=K,W,=,1.0X10,-14,（,pK,=14,）,H,2,O,OH,-,B,区,（,2,）,对每个反应写出平衡常数表达式，并计算平衡常数：,A,区,-,B,区,相距,14,个,pK,单位,水的,pK,s,=14.00,，意味着水的分辨区跨越,14,个单位，凡是,pK,a,在,014,之间的酸及其共轭碱可落入此范围，即它们在水中可被区分而不被拉平。,2,、,以醋酸为溶剂,（,1,）,醋酸在水中的行为,对于醋酸查表，,pK,s,=12.7,，,其分辨区跨越,12.7,个单位，,在水中反应：,HAc,+H,2,O=,Ac,-,+H,3,O,+,K,=,Ac,-,H,3,O,+,/,HAc,H,2,O,=,K,a,(,HAc,)=1.8510,-5,，,pK,a,=,4.7,在水中起点为,4.7,，相距,12.7,到达,-8,（,4.7-12.7=-8,）,结论：,凡是在水中,pK,a,值从,-8,到,4.7,之间的酸及其共轭碱可在醋酸中被区分。显然在水中会被拉平的强酸（,pK,a,-8,为限）。,表,4-2,某些酸在不同溶剂中的,pK,a,值,-,0-,-8-4.7,pK,a,（,水中）,-8,0,4.7,14,HAc,H,2,O,可区分的,范围,（,2,）,醋酸在醋酸中的行为,H,2,Ac,+,=,HAc,=,Ac,-,pK,0,6.35,12.7,K,1.0,4.5X10,-7,2.0X10,-13,-,范围,0-,0-,A,B,0,6.35,12.7,pK,a,（,乙酸中）,2.2.2 Lewis,酸碱强度,一、,Lewis,酸碱强度的标度,双参数标度,R.S.,Drago,（德雷戈）等人认为,酸碱加合物的成键作用有离子键和共价键两部分的贡献,。某一酸碱加合物的,反应焓满足,E-C,方程,，即：,-,H,=,E,a,E,b,+,C,a,C,b,E,静电性参数,反映酸碱反应时酸、碱间的静电作用部分对反应焓的贡献。,C,共价性参数,反映酸与碱间形成的键的共价性部分对反应焓的贡献。,a,：酸，,b,：碱。,规定：碘的,E,a,=,C,a,=1.00,。计算确定其它酸碱加合物的参数。,他们从,Lewis,酸、碱之间许多个加合反应的反应焓的实验值出发，得出许多,Lewis,酸、碱的,E,值和,C,值。表,2-6,例举了一些物种的,E,、,C,值。利用,E,、,C,参数，可以计算出大量酸碱加合物的反应焓，这对于研究一些合成技术有困难的酸碱加合物很有实用价值。,-,H,=,E,a,E,b,+,C,a,C,b,=9.880.96+1.623.25,=14.7498 kJ/mol,H,=-,14.7498 kJ/mol,二、,应用：,（,1,）,预测,酸碱加合物的稳定性,根据,E-C,方程可以预测,:,E,a,值大的酸可与,E,b,值大的碱形成稳定的加合物，而,C,a,值大的酸则倾向于与,C,b,值大的碱形成稳定的加合物。,局限性：,但这仅适用于酸和碱均为中性分子、在气相和惰性溶剂中的酸碱反应，对于有离子酸或离子碱参加的反应，其计算结果就不理想。,这是因为在形成加合物时，在酸碱之间会产生电荷密度的转移，并伴随有能量的释放，因此应用,E-C,方程就得不到理想的结果。,（,2,）,判断酸碱加合物化学键的性质,利用,E,、,C,参数可使我们对酸碱加合物的键合本性有一定了解。,例如,，,E,a,C,a,I,2,1.00 1.00,C,6,H,5,OH,4.33 0.62,可以设想，酚通过静电引力与碱的作用要比碘强得多，而碘通过共价作用与碱的反应却比酚的要强，,这主要是因为碘为非极性分子，它是通过扩展其价电子层接受电子而形成共价键。,三、影响,Lewis,酸碱强度的因素,Lewis,酸碱反应的实质就是缺电子物种和富电子物种之间的反应。,Lewis,酸的强度可以视其为接受电子对能力的大小。,对于阳离子酸，,阳离子所带的电荷越高，半径越小，,阳离子吸引电子对的趋势越大，,酸性越强,。,对于,中性分子,AB,n,，一般来说，,B,的电负性越大,，,A-B,键中的电子云密度被拉向,B,原子，,A,原子的正电性增强，,分子的酸性越强,。,对于,阴离子碱，负电荷越多或半径越大，碱性越强,。,对于中性分子碱，其,给予体原子的碱性和取代基,R,的电负性有关，,R,的电负性越大，碱性越弱,。,取代基的电负性不是决定,Lewis,酸碱强度的唯一因素，分子构型、键型、取代基的体积和在分子中的位置也影响酸碱强度。此外，在,Lewis,酸碱的强度会随着和其反应物本性的不同有所变化。,2.3,软硬酸碱(,Soft Hard Acid Base,SHAB),一、软硬酸碱的分类,1963,年,R.G.Pearson,在,S.,Ahrland,工作的基础上提出了软硬酸碱的概念。,软硬酸碱概念的基础仍是电子理论,，实质上是对电子论中酸碱的进一步分类。,所谓的软硬是形容酸或碱的核子对其外围电子抓得松紧的程度，抓得紧叫硬，抓得松叫软。,硬酸：指那些原子(或离子)半径小，正电荷多，极化率小，对外层电子拉得紧的接受体物种；,软酸：指那些体积大，正电荷少，极化率大，易变形，对外层电子拉得不紧的接受体物种；,交界酸：界于硬酸和软酸之间的酸。,硬碱：指极化率低，电负性高，对外层电子抓得紧，难氧化的给予体物种；,软碱：指极化率大，对外层电子抓得松，易氧化的给予体物种；,交界碱界于硬碱和软碱之间的碱。,硬酸,：,接受电子对的原子（离子）,正电荷高，,半径小，,极化率小，,变形性低，,即对外层电子拉得紧的物种，如,H,+,Li,+,Be,2+,Mg,2+,Al,3+,软酸：,接受电子对的原子（离子）,正电荷低或电荷为零，,半径大，,极化率大，,易变形，,对外层电子拉得不紧的物种，如,Fe,Hg,2+,Cu,+,Ag,+,Au,+,等；,交界酸,界于两者之间的酸如,Fe,2+,Cu,2+,Co,2+,等。,硬碱：,其给出电子对的原子,电负性大，,极化率小，,难被氧化，,对外层电子拉得紧，,即难失去电子的物种，,如,F,-,OH,-,等；,软碱：,其给出电子对的原子,电负性小，,极化率大，,易被氧化，,对外层电子拉得不紧，,即易失去电子的物种，,如,I,-,CN,-,等；,交界碱,界于两者之间的碱,表,2-7,和表,2-8,列出了部分软硬酸碱。,值得注意的是：,（,1,）,在同一类硬酸（碱）中，软硬度也有差异，如：,Zn,、,Cd,、,Hg,同属软酸，但其软度为,Zn,Cd,Hg,；,（,2,）,同一种元素，因氧化态不同，而属于不同类酸，如：,Fe,3+,为硬酸，,Fe,2+,为交界酸，,Fe,为软酸。,（,3,）,在分子或原子团中：,取代基的电负性越大，电子对给予体或接受体原子的电子密度越小，有效核电荷增大，对价电子拉得更紧，酸或碱的硬度也越大；反之，则硬度越小。,二、,软硬酸碱规则,Pearson,在提出软硬酸碱概念的同时，,提出了软硬酸碱规则（,SHAB,规则）：,硬亲硬,，,软亲软,，软硬交界就不管。,硬酸倾向于与硬碱结合，,形成的加合物最稳定,软酸倾向于与软碱结合,形成的加合物最稳定,而交界酸,与软、硬碱结合的倾向差不多,形成的加合物稳定性差别不大,思考题：判断下列金属阳离子与配体的螯合常数（,lgK,）,的大小关系。,K,+,（,水）,Ag,+,（,水）,K,+,（,水）,Ag,+,（,水）,2.10,1.60,7.80,HI(,硬软),Cd(CN),4,2-,(,软软),Cd(NH,3,),4,2+,(,软硬),不同金属离子和卤离子配合物的稳定性随卤素原子的增加，变化趋势不同，见,p91,表,2-9,。,硬碱,软碱,K,f,随不同卤离子碱的变化趋势,酸为,Hg,2+,时自,F,至,I,的,K,f,值急剧增大，表明,Hg,2+,属,软酸,；,酸为,Pb,2+,时,K,f,值增加得不是那么快，但变化趋势相同，表明,Pb,2+,是个,交界软酸,；,酸为,Zn,2+,时的变化趋势与,Hg,2+,和,Pb,2+,相反，属,交界硬酸,；,酸为,Al,3+,时的变化趋势与,Zn,2+,相同但曲线陡峭，归,硬酸,。,自然界的矿物中，硬酸金属离子以氧化物、氟化物、碳酸盐和硫酸盐(硬碱)等形式存在，而软酸金属离子以硫(软碱)化物的形式存在。,生命体内金属离子与配原子的结合也遵循,SHAB,规则。,血红素,如：血红素在氧气、,氮气、水、二氧化,碳等存在时，可以,选择性地吸收氧气。,2、判断化学反应的方向,化学反应若从硬,-,软结合的反应物向生成硬,-,硬或软,-,软结合的生成物方向进行，反应进行较完全。,若反应产物是硬,-,软结合，则反应可能逆向进行，反应进行不完全。,软,-,硬,硬,-,软,硬,-,硬,软,-,软,硬,软软,硬软,应用实例：,#1,：帮助拟定合成反应,AgF,4,2-,、FeO,4,2-,和,OsO,4,中的,Ag(+2)、Fe(+6),和,Os(+8),就是用,F,和,O,2,这样的硬碱使之稳定的。试图合成这些高氧化态金属的硫化物,则多半是失败。,#2,：指导药物设计：,除,Ag,+,之外,其他软酸金属离子的毒性都很强。例如，汞中毒可能是由于,Hg,2+,(,软酸)与蛋白质分子中的,S,2-,(,软碱)结合，从而改变了蛋白质分子的结构。,由于,Se,是比,S,更软的原子，从而对,Hg,显示出更强的结合力。根据这一原理，药物化学家有可能设计出含,Se,药物，从汞中毒患者的蛋白质,S,原子上除去,Hg,2+,离子。这就是说,尽管,Se,2-,是个毒性很大的软碱，但一定条件下却能产生有益的药效。,3、解释物质的溶解性,一般来说硬性溶剂能较好地溶解硬性溶质，软性溶剂能较好地溶解软性溶质。但要考虑晶格能。,AgF,(,软酸硬碱)、,LiI,(,硬酸软碱)在水(硬性的两性溶剂)中的溶解度,好,；晶格能小且,F,-,和,Li,+,的水化焓较大。,LiF,(,硬酸硬碱,)、,AgI,(,软酸软碱,),在水中的溶解度,差。,4,、说明类聚效应,当一种简单酸和碱形成酸碱加合物(或配合物)后，配位的碱的性质会影响酸的软硬度，从而影响这个酸与其它碱的键合能力。,一般说来，,软碱,的极化率大，易于变形，当与酸结合后，由于被极化，电子对偏向于酸，,使酸的软度增加,，因而,更倾向于与其它软碱结合,；而,硬碱与酸结合后，使酸的硬度增加，因而更倾向于与其它硬碱结合,。这种软,-,软或硬,-,硬相聚的趋势，称为,类聚效应,。,在,Co(NH,3,),5,X,2+,和,Co(CN),5,X,3-,两个配合物中，当,X,-,从,F,-,I,-,变化时，配合物稳定性的顺序如何？,NH,3,：,硬碱；,CN,-,：,软碱,NH,3,与,Co,3+,结合后，,Co,3+,的硬度增加，倾向于与硬碱结合。,CN,-,与,Co,3+,结合后，,Co,3+,的软度增加，倾向于与软碱结合。,5,、应用于催化体系,AlCl,3,是硬酸，它与烷基氯中的硬碱,Cl,-,结合为,AlCl,4,-,，,同时生成烷基阳离子,R,+,，R,+,是软酸，对苯(软碱,),核易于反应。,6,、预测化学反应速度,通常生成硬,-,硬或软,-,软取代产物的反应速度都比较快。,CH,3,+,：,软酸；,Cl,-,：,硬碱,RS,-,：,软碱；,RO,-,：,硬碱,所以第一个反应速度快。,2.3.3,酸碱的软硬度,SHAB,规则是定性地描述。,酸碱软硬度的定量研究：,Ahrland,认为可以用气态原子生成水合金属离子的反应焓来衡量酸的软硬度。,酸标度,：,A,实际是形成水合金属离子所需的能量与金属离子所带电荷数的比值。,硬酸的,A,值较小，软酸则较大,。,碱的软硬标度可由下列反应得到：,碱标度,：,B,实际上是形成水合负离子所需的能量。,硬碱的,B,的负值较大，而软碱的,B,负值较小,。,2.3.4,软硬酸碱规则的理论解释,一般认为：硬酸和硬碱主要是静电或离子的相互作用，形成离子键化合物，离子相互之间的静电能大，形成的化合物稳定。软酸和软碱之间主要形成共价键，发生成键轨道的最大程度重叠，形成的化合物也特别稳定。,Klopman,（科普曼）应用前沿分子轨道理论来说明,SHAB,原理。他认为碱是电子对的给予体，它的反应性质决定于它的,HOMO(,最高占有轨道)；而酸是电子对的接受体，它的反应性质决定于它的,LUMO(,最低空轨道)；当两个轨道的能量差较大时大，不易转移电子，酸碱配合物的键合通过静电作用形成离子键，相对于硬酸和硬碱的键合；反之，若能量差较小，电子转移显著，属共价作用，相对于软酸和软碱的键合。,2.4,非水溶剂化学,一、溶剂的分类,根据溶剂分子中所含的化学基团，可把溶剂分为,水系溶剂,和,氨系溶剂,。,根据溶剂对酸、碱所表现的性质，可把溶剂分为,拉平溶剂,和,分辨溶剂,。,根据溶剂在液态时的结构可把溶剂分为,分子溶剂,和,离子溶剂,。,根据溶剂的亲质子性能不同，将溶剂分成：,碱性溶剂,、,酸性溶剂,、,两性溶剂,、,质子惰性溶剂（,包括极性惰性溶剂和非极性惰性溶剂,）,。,二、碱性溶剂,液氨,液氨，无色液体，熔点,-77.7,，沸点,-33.4,，分子间发生氢键缔合作用，所以蒸发热较高；和水一样，也能发生自偶电离，但极性比水小：,1,、物质在液氨中的溶解度,离子型化合物在液氨中的溶解度比在水中要小得多，但对于有些过渡金属离子，由于可与,NH,3,形成配合物，从而增加了这些离子化合物在液氨中的溶解度。,对于共价化合物，极性分子在液氨中的溶解性比在水中小，而对于非极性分子，液氨则是比水要好的溶剂。,3,、液氨中的化学反应,氨合反应：指溶剂氨分子与,Lewis,酸直接配位的反应。,(2),氨解反应：类似于水解反应。,(3),酸碱反应：实质是,NH,4,+,和,NH,2,-,反应，生成溶剂分子,NH,3,。,过量氨基也能使金属氨基化物形成配合物：,(4),非酸碱反应,液氨中，,这主要是由于,AgCl,和,KCl,在不同溶剂中的溶剂化效应不同而引起。,Ag,+,和,Cl,-,在水中的溶剂化能比晶格能小，所以,AgCl,在水中不溶，而,在液氨中由于,AgCl,的溶剂化能大于晶格能而可溶，因为,NH,3,对,Ag,+,的酸碱作用比,H,2,O,强得多,。,同理，,KCl,在水中可溶而在液氨中不溶，也是因为,H,2,O,对,K,+,离子的溶剂化作用比液氨强,。,三、,酸性溶剂氟磺酸和超酸,HSO,3,F,作为溶剂的优点：液态范围广，黏度小，不腐蚀玻璃等。,除焦硫酸(,H,2,S,2,O,7,),外，氟磺酸比其它任何酸的酸性都强，有强烈的给予质子的能力。,若在,HSO,3,F,中加入强的,Lewis,酸(如,SO,3,、AsF,5,、SbF,5,等)，得到的产物是比,HSO,3,F,更强的酸。如,SbF,5,HSO,3,F,称作,超,酸,或魔酸。,超酸,(,超强酸,),是指酸性比,100%,H,2,SO,4,更强的酸，主要是含有比水合氢离子酸性更强的物质的非水体系。,对于超酸酸度的量度，不能像稀酸水溶液体系用,pH,量度，通常采用,L.P.Hammett,提出的,H,0,酸度函数来度量。这种方法需要往待测酸中加入少量极弱的碱,(,B),作指示剂,(,通常用芳香胺类化合物，如,2,4,6,-,三硝基苯胺,),。,100%,H,2,SO,4,H,0,=-11.93,SbF,5,HSO,3,F,(1:1)H,0,=-25,H,0,11.9,的酸,性体系就是超酸。,超酸具有高强度的酸性和很高的介电常数。是非常有效的供质子试剂。超酸的用途,:,（1）产生碳阳离子,R,3,CH+H,2,SO,3,F,+,=HSO,3,F+,R,3,CH,2,+,(R,3,CH,2,+,R,3,C,+,+H,2,),（2）,产生卤素阳离子,I,2,+,、I,3,+,、Br,2,+,3,I,2,S,2,O,6,F,2,2 I,3,+,2SO,3,F,-,S,16,2+,（,橙黄）、,S,8,2+,（,兰）、,S,4,2+,（,黄）、,Se,8,2+,（,绿）、,Se,4,2+,（,橙）,（3）,产生硫阳离子,2.4.4 质子惰性溶剂,没有质子授受能力，通常按照它们的极性,和自离解性，分为三类：,无极性、无溶剂化作用、且不能发生自偶,电离的溶剂。,高极性，但没有明显自偶电离的溶剂。,高极性而且能发生自偶电离的溶剂。,2.4.5 非水溶剂化学的应用,改变溶剂使一些在水中不能发生的反应得以发生，甚至向相反方向进行。,2.应用非水溶剂制备一些再水中极难制备的无水盐。,3.在非水溶剂中，制备某些异常氧化态的特殊配合物。,4.改变溶剂可以改变某些反应的速度。,5.改变溶剂，可以提高某些反应产物的产率。,