ROH 规则与鲍林规则

非金属含氧酸的酸性强弱可用 ROH 或 ROm-n(OH)n 经验规则作初步说明。1.ROH 规则(ROHrule)

其要点是当 R 的电荷(严格地讲应是形式电荷)愈大,Rn+的半径愈小时, 则 R—O 之间的引力愈大,即键能较大,而 O—H 键的键能则相对比较弱,故易离解出 H+离子而显酸性。这种分析方法不仅直观性强,容易被人所接受, 运用 R—O—H 规则分析可引出几点结论。(参阅 1.5.3.1)。

R—O—H 规则是定性的,只考虑羟基对 R 的影响没有考虑到除羟基以外与 R 相连的其它原子的影响,特别是氧原子的影响。事实证明这种影响是不能忽视的。

  1. 鲍林规则(Pauling rule)

规则Ⅰ:多元酸的逐级电离常数 K1、K2、K3⋯其数值之比为 1∶1×10-5∶ 1×10-10⋯譬如 H3PO4 的

Ka = 7.5×10-2  1

Ka = 6.23×10-8 近似比为 10-5

Ka = 2. 2×10-13

10− 10

3 

在 p 区元素中,其它含氧酸如 H2SO3、 H2CO3、 H3AsO4 等均符合规则Ⅰ, 其它如 H5IO6、H6TeO6、 H2SiO3 不符合规则Ⅰ。

规则Ⅱ:具有 ROm-n(OH)n 形式的酸,其 K 值与 n 的关系是 K1=105(m-n)

-7 m-n 为非羟基氧原子的数目。

第一类:当 m-n=0,是很弱的酸,K1<10-7; 第二类:当 m-n=1,是弱酸,K1=10-2~10-3; 第三类:当 m-n=2,是强酸,K1=102~103; 第四类:当 m-n=3,是极强的酸, K1>108。m-n 与酸的强度关系见表 5—5。

表 5—5 例外的是 H3PO3 和 H3PO2,对亚磷酸来说,若取 P(OH)3 的形式,则m-n=0 估算其 K1≈107。这是因为亚磷酸是二元酸,其结构简式为 HPO(OH)2,它有二个羟基,一个非羟基氧原子,亦即 m-n=1,于是:

K1≈105(m-n)-7=105-7=10-2