水究竟是酸?还是碱? 俗人看来,这是个荒唐问题。 水就是水,咋跟酸、碱扯上了? 其实不然。 化学教科书里讲: 凡电离出的阳离子全部是氢离子的物质(化合物)叫酸,凡电离出的阴离子全部是氢氧根离子的物质(化合物)叫碱。 按此定义,水就应该既是酸、又是碱。 岂不相互矛盾? 事实上,只有善于思考、真正喜欢学习的好学生才会发现并提出这样的问题。 酸碱理论有很多。目前中学教科书里讲的,主要是酸碱电离理论,也叫阿伦尼乌斯酸碱理论。 电离理论下,默认的是: 水既不是酸、也不是碱,是“中性物质”! 与此相关的知识还有: 水是最弱的电解质。 乙醇(CH3CH2-OH)不是不能电离出H+,它可以被Na置换出H2,只是该反应比水和钠的反应慢。因为乙醇电离出的H+ 浓度比水低。 阿伦尼乌斯跟它说: 你比水电离程度都弱,就不要当电解质啦! 于是乙醇“被人为规定”为“非电解质”。 类似的物质还有NH3。 液氨中,NH3也是可以电离的: 2NH3≒NH4++ NH2- 或者简写为: NH3≒H+ + NH2- 由于液氨的电离程度也不如水,于是NH3也就被默认为“非电解质”。 话再说回来,水能不能既是酸、又是碱呢? 能! 酸碱理论在不断发展,电离理论不能解决非水溶剂溶液里的酸碱性问题。 于是有科学家提出了“酸碱质子理论”。 酸碱质子理论认为: 能够给出质子的物质叫酸,能够接受质子的物质就叫碱。 啥叫“质子”啊?质子就是H+嘛!氢原子本来只有可怜巴巴的一个电子,结果不小心弄丢了,只剩下一个光棍儿质子。 这个酸碱质子理论在水溶液体系内应用,跟电离理论不会发生冲突,可以算是酸碱电离理论的扩展。 那么,质子论下水到底怎么样呢? 首先: H2O ≒ H+ + OH- 它可以给出质子(H+),于是H2O属于酸; 然后: H2O + H+ = H3O+ H2O拿自己氧原子上的孤对电子接受可怜巴巴的H+,H+它有空轨道啊!希望有一对电子在自己核外空轨道上运动。 再进一步学习我们知道,那叫形成了配位共价键。 天下还有此等好事呢?! 我饿了,没有钱。 但是不要紧,我有嘴啊! 于是我跟着你去食堂,你拿钱买饭,我拿嘴来吃,咱俩之间于是建立了友好联系。 水可以接受质子,于是它属于碱。 所以酸碱质子论下,H2O果然实现了它的伟大梦想: 水既是酸、又是碱。 酸碱理论还有很多。比如应用更广泛的“酸碱电子对理论(共轭酸碱理论)”、“软硬酸碱理论”等。 这些理论太过高深,运用起来“几乎没有边”了,脱离了我们对酸碱的传统认识,这里就不介绍啦! 其实,水因为是生活中最为常见的、性质十分稳定的化学物质,其某些方面的性质在科学上常被用来作为该方面的标准。 你能不能试着总结一下? |
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