高中化學競賽-中級無機化學-路易斯酸堿與硬軟酸堿原理-硬軟酸堿理論(HSAB)課件

1.路易斯酸堿理論2.路易斯酸堿的硬和軟3.硬軟酸堿原理§1-3

路易斯酸堿與硬軟酸堿原理1.路易斯酸堿理論§1-3路易斯酸堿與硬軟酸堿原理提供電子對的物種——堿donor接受電子對的物種——酸acceptor

1.路易斯酸堿理論

LewisAcid-baseTheory提供電子對的物種——堿donor 1.路易斯酸堿理論路易斯酸：有空的價軌道——型軌道型軌道路易斯堿：有富電子的價軌道——孤對電子電子d電子路易斯酸：有空的價軌道——型軌道型軌道路易斯堿：有高中化學競賽-中級無機化學-路易斯酸堿與硬軟酸堿原理-硬軟酸堿理論(HSAB)ppt課件sp3

sp3d2可利用外層空d軌道

路易斯酸:①正離子：如Cu2+、Ni2+、Al3+，具有空的價軌道

+CH2–C6H5、+CH(CH3)2②含有價層未充滿的原子的化合物，如BX3、AlX3③含極性雙鍵的分子，如δ+C=Oδ-④含有價層可擴展的原子的化合物，如SnCl4

SnCl4

+2Cl-

=SnCl62-sp3 sp3d2 路易斯酸:如:NH3、H2O:、:CO、CH3OH③含鍵的物種C=C、、……路易斯堿:

①陰離子，X-、OH-

、CN-等

②具有孤對電子的中性分子如:NH3、H2O:、:CO、CH3OH③含鍵的物種C=

A+:BA:B

酸堿酸堿加合物

配位鍵酸堿反應：酸堿反應：實質(zhì)是電子對的轉(zhuǎn)移。

BF3+:NH3

F3B:NH3例：A+:BA:B酸堿反應：酸堿高中化學競賽-中級無機化學-路易斯酸堿與硬軟酸堿原理-硬軟酸堿理論(HSAB)ppt課件AlCl3(Lewis酸)作為傅氏烷基化反應的催化劑AlCl3(Lewis酸)作為傅氏烷基化反應的催化劑§1-3硬軟酸堿理論（HSAB）Hard-SoftAcidsandBases§1-3硬軟酸堿理論（HSAB）Hard-SoftAci

A+:

BA:B

酸堿酸堿配合物Lewis酸堿反應：

Ag+、Al3+的成鍵傾向：

對P、S、As配位原子：Ag+

>Al3+

對O、N配位原子：Al3+

>Ag+引言A+:BA:BLe1.軟硬酸堿軟硬酸堿理論軟酸軟堿硬酸硬堿交界酸交界堿Lewis酸不易變形半徑小、正電荷高1.軟硬酸堿軟硬酸堿理論軟酸軟堿硬酸硬堿交界硬酸：配位原子（或離子）半徑小、正電荷多、極化率小、不易變形，對外層電子拉得緊的接受體物種。陽離子：IA、IIA、IIIB、鑭系(3+)、錒系(4+)、IIIA、高氧化態(tài)d區(qū)陽離子（Ti4+、Cr3+、Fe3+、Co3+等）中性分子：

IIIA缺電子化合物

軟酸：配位原子（或離子）半徑大、正電荷少、極化率大、易變形，對外層電子拉得不緊的接受體物種。陽離子：較低氧化態(tài)、重過渡金屬陽離子金屬原子：M0中性分子：易被極化的分子交界酸：界于兩類酸之間的物種。如：Fe2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Pb2+、Sn2+、SO2、B(CH3)3、NO+、R3C+定義分類硬酸：配位原子（或離子）半徑小、正電荷多、極化率小、不易變形定義分類硬堿：

配位原子小、電負性強、極化率小、難氧化，對外層電子拉得緊的給予體物種。含N、O、F配位原子的配體中性分子，如：NH3

、H2O、NR3小的陰離子，如：F-對稱的含氧酸根，如ClO4-

、PO43-、SO42-交界堿,如：Br-、SO32-、N2、N3-、C5H5N、C6H5NH2

軟堿：

配位原子大、電負性弱、極化率大、易氧化，對外層電子拉得不緊的給予體物種。含P、S、As配位原子的配體如：R3P、R2S、R3As含π鍵的配體如：CO、CN-具有形成反饋π鍵的能力定義分類硬堿：配位原子小、電負性強、極化率小、難氧化，對外軟硬酸堿的分類表硬酸軟酸交界酸酸H+,Li+,Na+,K+,Be2+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,Mn2+,Al3+,Sc3+,Ga3+,In3+,La3+,Co3+,Fe3+,As3+,Si4+,Ti4+,Zr4+,Sn4+,BF3,Al(CH3)3Cu+,Ag+,Au+,Tl+,Hg+,Cd2+,Pd2+,Pt2+,Hg2+,CH3Hg+,I2,Br2,金屬原子···Fe2+,Co2+,Ni2+,Cu2+,Zn2+,Pb2+,Sn2+,Sb3+,Bi3+,B(CH3)3,SO2,NO+,C6H5+,GaH3···硬堿軟堿交界堿堿H2O,OH-,F-,Ac-,PO43-,SO42-,Cl-,CO32-,ClO4-,NO3-,ROH,R2O,NH3,RNH2,N2H4S2-,R2S,I-,SCN-,S2O32-,CN-,CO,C2H4,C6H6,H-,R-C6H5NH2,N3-,Br-,NO2-,SO32-,N2軟硬酸堿的分類表硬酸軟酸交界酸酸H+,Li+,Na+,K+,注意（1）在同一類硬酸（堿）或軟酸（堿）中，軟硬度也有差異。

如：軟度Hg>Cd>Zn（2）同一類元素，因氧化態(tài)不同，而屬于不同類酸堿。

如：Fe3+硬酸

Fe2+

交界酸

Fe軟酸注意（1）在同一類硬酸（堿）或軟酸（堿）中，軟硬度也有差異。2.硬軟酸堿理論軟硬酸堿理論（1）發(fā)展過程（2）內(nèi)容（4）應用（3）理論解釋2.硬軟酸堿理論軟硬酸堿理論（1）發(fā)展過程（2）內(nèi)容（（1）發(fā)展過程①Ahrland等人發(fā)現(xiàn)，配體是同族元素時，金屬配合物穩(wěn)定性隨中心離子類型不同而表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。②皮爾遜(Pearson,R.G.)硬軟酸堿理論

（1）發(fā)展過程①Ahrland等人發(fā)現(xiàn)，配體是同族元素時，硬親硬，軟親軟，硬軟交界不挑選（2）具體內(nèi)容Hardacidsbindstronglytohard

basesandsoftacidsbindstronglytosoftbases.

——Pearson,R.G.J.Am.Chem.Soc.1963,85,3533–3539.

硬親硬，軟親軟，硬軟交界不挑選（2）具體內(nèi)容Hardaci作用力顯著（常有反饋鍵）共價鍵電子轉(zhuǎn)移很少離子鍵

AB間（3）理論解釋作用力顯著（常有反饋鍵）共價鍵電子轉(zhuǎn)移很少離子鍵（3）理①配合物的穩(wěn)定性（4）應用ionicradiusincreasesAl3+Anion–rbondingislargelyionicHg2+Anion–bondingislargelycovalent①配合物的穩(wěn)定性（4）應用ionicradiusincLiF在水中是難溶解的，而其余LiX在水中的溶解度較大，且隨著鹵離子的半徑增大而增大，與此相比，AgX卻有相反的性質(zhì)，對上述現(xiàn)象，請給出合理的解釋。②判斷溶解度大小Li+為硬酸F-為硬堿水I-為軟堿Ag+為軟酸LiF在水中是難溶解的，而其余LiX在水中的溶解度較大，且隨[FeIII(NCS)6]3-[AuI(SCN)2]-SCN-1/2Au+1/6Fe3+③鍵合異構(gòu)現(xiàn)象[FeIII(NCS)6]3-[AuI(SCN)2]-SMg2+、Al3+、Ca2+等多以氧化物、氟化物等形式存在。Zn2+、Hg2+、Ag+等以硫化物如ZnS、HgS、Ag2S等形式存在。

④自然現(xiàn)象Mg2+、Al3+、Ca2+等Zn2+、Hg2+、Ag+等④Chen,L.;Liu,Y.;Hou,G.;Song,H.;Zi,G.Inorg.Chem.Commun.

2013,29,141-144.⑤科研問題Chen,L.;Liu,Y.;Hou,G.;SoLiF在水中是難溶解的，而其余LiX在水中的溶解度較大，且隨著鹵離子的半徑增大而增大，與此相比，AgX卻有相反的性質(zhì)，對上述現(xiàn)象，請給出合理的解釋。②判斷溶解度大小Li+為硬酸F-為硬堿水I-為軟堿Ag+為軟酸LiF在水中是難溶解的，而其余LiX在水中的溶解度較大，且隨[FeIII(NCS)6]3-[AuI(SCN)2]-SCN-1/2Au+1/6Fe3+②

鍵合異構(gòu)現(xiàn)象[FeIII(NCS)6]3-[AuI(SCN)2]-SLi、Mg、Ti、Ca等元素多以硅酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽等形式存在。Zn、Hg、Cd、Ag等元素以硫化物如ZnS、HgS、CdS、Ag2S等形式存在。

③自然現(xiàn)象Li、Mg、Ti、Ca等元素Zn、Hg、Cd、Ag等元素③自Chen,L.;Liu,Y.;Hou,G.;Song,H.;Zi,G.Inorg.Chem.Commun.

2013,29,141-144.④科研問題Chen,L.;Liu,Y.;Hou,G.;So軟硬酸堿理論軟酸軟堿硬