161 likes | 462 Views
Введение в теорию органической химии. Теории кислот и оснований. «Химическая натура сложной частицы определяется
E N D
Введение в теорию органической химии. Теории кислот и оснований «Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением. Каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы" А.М. Бутлеров, 1861г., из доклада «О химическом строении вещества»
В истории развитии любой науки наступает момент, когда накопленный фактический материал нуждается в некой систематизации и обобщении. Именно на этих этапах рождаются теории, общие модели, позволяющие объяснить уже установленные факты и предвидеть новые события.
Теория электролитической диссоциации, 1890г. Нобелевская премия 1903 года Кислота - электролит, при диссоциации которой в водных растворах образуются ионы водорода: Основание - электролит, при диссоциации которого в водных растворахобразуется гидроксид-ион Сванте-Август Аррениус 19.02.1859 - 1927
Протонная теория, или теория кислот и оснований, 1923г. Кислота - донор протона; Основание - акцептор протона; . . Йоханнес-Николаус Брёнстед 22.02.1879 - 17.12.1947 кислоты и основания существуют только как сопряженные пары Кислотно-основные взаимодействия описываются в терминах термодинамики. Исключение составляют т.н. С-Н-кислоты.
Кислотность органических соединений Количественно кислотность оценивают по отношению к воде Константа кислотности (Ka) - мера кислотности Ka=[A-] [H3O+]/[AH] pKa= -lgKa "сильные" кислоты pKa < 0 "слабые" кислоты pKa2-15.7
Чем определяется сила кислоты? Сила кислоты определяется устойчивостью (стабильностью) ее сопряженного основания Увеличение стабильности аниона СН3OH (спирты) < H2O < СН3RCOOH (карбоновые кислоты) Увеличение кислотных свойств
Электроноакцепторы стабилизируют анион (повышают кислотность); Электронодоноры дестабилизируют анион (понижают кислотность)
Основность органических соединений Количественно основность оценивают по отношению к воде Kb =[BH+] [OH-]/[B] Константа основности (Kb) - мера основности pKb =-lgKb pKa + pKb = 14.00 (при 250С) Электронодоноры повышают стабильность сопряженного основания (повышают основность); Электроноакцепторы понижают стабильность сопряженного основания (понижают основность)
Амфотерность органических соединений Амфотерность – способность химических соединений проявлять кислотные или основные свойства в зависимости от природы второго компонента, участвующего в кислотно-основном взаимодействии.
Электронная теория кислот и оснований, 1926г. Кислота - акцептор электронной пары (молекула, способная принять электронную пару); основание - донор электронной пары (молекула, способная отдать электронную пару) Кислоты Льюиса: H+, катионы, AlX3, FeX3, BX3, SbX5, SnX4, ZnX2 (X=F, Cl, Br, I). Джилберт Ньютон Льюис 23.10. 1875 г. – 23.03 1946 г. Основания Льюиса - анионы (OH-, OR-, CH3COO-, NH2- ), нейтральные соединения, имеющие неподеленные электронные пары или π-связи (H2O, ROH, ROR, RCH=O, RSH, NH3, R3N, RCH=CH2, R-C6H5) В настоящее время кислоты Льюиса называют электрофилами, а основаниями Льюиса - нуклеофилами
Теория кислот и оснований Бренстеда - частный случай теории кислот и оснований Льюиса Если в результате реакции происходит передача протона – речь идет о кислотно-основных взаимодействие по Бренстеду: Если в результате реакции происходит передача электронной пары – речь идет о кислотно-основном взаимодействии по Льюису: