啊，阳离子，金属离子水解取决于它们啊，啊，金属离子大小和电荷，是吧。上次都说了，联发现大小和电荷被反复被提到，包括前面讨，讨论，啊，溶解，溶，溶解热的时候，啊，包括前面讨论各种各样性质的时候，老反复提离子半径，离子电荷，所以说，这只，几乎是化学各领域经常用到的性质，所以永远要记住这一点。一涉及到离子化合物，它们的离子半径，离子电荷，永远是影响性质最重要的因素之一。那么，这个不能忘记。然后再往下呢，那么，啊，啊，氯酸碱理论。那么我们前面已经讲过两个酸碱理论，第一个是，恩，第一个叫Arrhenius 啊，电离理论，酸碱电离理论，第二个是酸碱质子理论，Brønsted–Lowry ，啊，酸碱质子理论。第三个，啊，这叫，酸碱，啊，Lewis酸碱电子理论。那么，啊，质子理论的局限在哪里呢？为什么要提出个电子理论呢？为什么要提出个新的Lewis 酸碱理论呢？是因为质子理论要求，一个酸，或一个碱必须得有质子。因为给出质子为酸，得到质子为碱是吧，没有质子的分子，不可能是酸，因此，也就无所谓碱因为，酸和碱是共存的吗，酸和碱共存，给出质子为酸，得到质子为碱。像氨呢，虽然，自身不能给出质子，但它可以能得到一个质子，变成NH4,是吧，NH4+。那么，另外呢，比说如像，像苯，就麻烦了，苯既不能给出质子，也很难得到质子。所以，苯单独放到那，你也不知道，它是酸还是碱，那么为了把这个酸碱理论推广，推广到所有的分子体系中去，路易斯做了一个彻底的扩大。这个是完全具有，generalized，啊，普遍意义的。定律，那么我们知道，一个分子可能没有质子，但它必然有另外一个东西。也就是电子，或者叫电子对，电子对，一般分子都有电子，是吧，没有电子的只有一个东西叫质子，质子是没有电子。啊，但是，这正好，正好，iii，分子都是有的，因为我们讨论酸碱，通常至少是分子或离子，那么来看看，Lewis酸碱理论，那么它怎么推广，啊，先说这个质子理论的局限，首先，它必须要有质子其次，必须要有溶剂，也都通常是在溶液中。啊，质子理论通常是在溶液体系中讨论问题，啊，但是，我们知道，上面这两个条件不一定随时都能满足，因此Lewis提出了一个更广泛的理论。这个理论在有机化学中应用非常广泛，那么，38年，美国化学家Gilbert Newton Lewis，啊，最有名那个 Lewis，啊，提出一个普遍性的酸碱理论，也就是，酸碱电子理论。这个理论仍然是两个凡是，啊，凡是能接受电子对，注意，是电子对，不是电子，电子对的分子或离子称为酸，能给出电子对的分子或离子称为碱。那么，酸和碱有另外一个名称，酸是 electron acceptor，酸是质子受，啊，电子受体，或者叫电子对受体。啊，碱是electron donor 啊，电子给体，那你注意到什么呢？质子酸是给出质子的酸，Lewis酸呢是得到电子的酸。那么可以比较一下，Lewis酸和，和这个，啊，质子酸的差别，比方说，盐酸。盐酸，它，啊，可以跟一个碱在一起，比如说，恩，H3NO，是吧，这里有孤对，是吧这里有孤对，那，当然我们知道，这里，这是酸，这是碱，是吧，这是Lewis，啊，不是，这是质子理论的特点，质子理论是给出质子的是酸，因此这边是酸，这边是碱，这个可以给过来。那么，如果按照，啊，电子，酸碱电子理论，给出电子对的是碱，得到电子对的是酸，那么它是得电子对的，是吧，因此，它是酸，它是碱，其实不管，你怎么定义，酸和碱在这俩儿是等效的是等价的。只不过，按电子对来定义，肯定更为普遍一点，更为普遍一点，这样我们就可以定义什么了呢？固体可以定义酸碱了，这个固体可以也定义酸碱了，非水溶液，没有溶液，都可以定位酸碱了，那么没有质子体系，都可以定义为酸碱了，哪怕你这个体系里，只有氮氧，也仍然有酸碱一说，看你这个电子对给谁了，谁得到电子了，谁失去电子了，这样我们就可以知道，谁为酸性，谁为碱性，这样，我们就可以进一步推广成，把酸碱概念推广到所有的分子体系中去，那么，随这个理论之后，还有一个理论，叫软硬酸碱理论。AB是什么呢？AB是Acid Base Theory，上面有，是吧，Acid Base Theory，标题 AB就是酸碱，HS是什么呢？ Hard-Soft，硬软，硬软酸碱理论，英文是硬，硬的和软的啊，中文都翻译成，软硬酸碱理论，啊，那么软硬酸碱理论，这个软硬酸碱理论中的酸碱，就是指Lewis酸碱，它是建立在Lewis酸碱理论之上的理论，当然，软硬酸碱理论，严格说不是一个关于酸碱的理论它是关于分子结构的理论，它是一个结构理论，它研究结构和性质之间的关系的一个理论，这叫软硬酸碱理论。软硬酸碱理论在现代材料化学中，应用非常非常多，所以我们化院考研究生的时候，研究生入学考试，软硬酸碱理论是必考，必考，各个角度下去考。那么，比方说，告诉你，有一个半导体，啊，硫化锌，啊硫化锌，然后呢，还有另外一个半导体，啊，硒化铬，硫化锌，硒化铬，你知道这两个都是半导体，而且都是光学半导体那么，然后，问你，恩，问你，哪个的半导体的带系更小？哪个带系更大？去年的研究生入学考试题，我出的，我出的，啊，那么这个，实际上就是，软硬酸碱理论，软硬酸碱理论，你当然知道，硫和硒是一族的，氧硫硒镝铋，是吧。这个是，啊，锌和汞，是吧，这，锌和铬是一族的，硫和硒是一族的所以，这类一般叫II-VI半导体，II-VI 半导体，也有人这么写，2-6半导体也可以 2-6半导体，就这边是2B的，那边是6A主族的是吧，那么这是2-6半导体。那么2-6半导体呢，是很重要的光学半导体，然后呢，当然我们知道，这两个都是很好的半导体，但实际上，它的带系是不一样的，它的吸收光的范围是不一样的。那我们怎么知道，谁的吸收光范围更大更小呢？实际上，根据软硬酸碱理论来定，软硬酸碱理论实际上根本的决定因素是决定什么呢？半径半径。那对于阴离子来说，对阴离子来说，那么一般半径越大越软，那阳离子也是如此，半径越大越软，所以说，在软硬酸碱理论，有口诀，六个字，软亲软，硬亲硬，软的喜欢跟软的在一起，硬的喜欢跟硬的在一起，软亲软，硬亲硬，那么，这样它可以形成比较稳定的结构，然后，软亲软的特点是，它的带系比较小，硬亲硬的特点是，带系比较宽，啊，带系通常比较宽，所以，凡是软亲软的材料，通常是良好的半导体。所以说，你要找半导体，通常找，软亲软。那么，如果，你要想找什么呢？光绝缘体在光场下，不会发生电离呀，啊，电导啊，这种事的，特别是做光学窗口的材料，你一定要找，那种硬亲硬的材料，什么东西是最好的光绝缘体呢，啊，氟化钠，氟化钙，氟化钾这类的，阴离子，阳离子都半径很小，你要想让它，软一点不太可能，这类东西，在可，整个可见光区，或者整个一个很宽的电磁波谱区，都不会发生导电，都不会发生导电，不会有激发发生。所以说，这是研究材料的一个前提，这都为什么我们现在的，今天的，材料化学家，对软硬酸碱理论要求很高。我知道，软硬酸碱理论是个典型的化学理论，但今天对于物理学家，对于电子科学家，同样重要。几年前，我记着，某一位，我看看是，德国的，德国的德国的一位物理学家，华人，华人，啊，我不知道是台湾华人，还是香港华人，反正总之华人，长着中国人的样子，也会说中国话，也会说国语，完了，他来讲，几年前，很，很时髦的那个纳米金导线，纳米金导电，器件，拿纳米金线，金原子给连的两个原件给连在一起，连在一起，当然这两边是分子，两边，两边的器件是分子，中间拿个纳米金线给连起来，当然这个金线不是咱们肉眼可见的，是纳米级，单原子连，单原子链给连起来，啊，说实话，它这个连接的过程中呢，他遇到一个难题，就是这两边的分子，用什么原子来跟这个金线结合，这是他当年一个难题，啊，对于物理学家来说，他的办法就是我就炒菜，我挨个试，蹦，蹦，蹦，找很多学生，一个一个去试，啊，试到了，试好了为止，完，最终，他发现是硫，硫，硫是最好的能跟金线结合最好的一个，一个原子，做为两个，两边器件的一个接头。完了，我记得，我在现场，我当时我就问他问一个问题，我说实际上，你这个，这个花了一，一两年时间筛选的结果，就印证了化学中的软硬酸碱理论，化学中软硬酸碱理论特点是什么呢？整个低区元素周期表右侧那两三个族，是亲硫元素。左边大多数元素，都是亲氧元素，也就是说，你想要找，跟金不正好在右侧嘛，最右侧。那么，最右侧的那个元素，都是跟硫结合特别好，而且，通常这类是软亲软的特点，软亲软特点就导电性很好导电性很好。所以说，要让化学家去找，大概也没有几个选项，顶多就硫族这几个你试试，硫，硒，碲，你试试，硒和碲由于比较贵，你一般不舍得用

8-4 酸碱平衡-Lewis酸碱理论与软硬酸碱理论

大学化学

Meet the Instructors