如果分子上离开一个质子,则其形式电荷(formal charge)就降低一个单位。此时,再失去一个质子就变得困难一些。
如上图所示,当水分子得到一个质子变成H3O+,它的质子容易脱去,所以pKa相比H2O变小。而如果脱去一个质子,变为羟基(OH-),则很难继续脱去质子,氨亦然!
②原子半径和电负性大小 都表现出了对质子的束缚。
同一周期从左到右,原子的电负性增大,简单理解:电负性越大的原子,越容易吃着碗里的看着锅里的,越容易抛家弃子出走,表现出来就是容易失去质子(原配),pKa也就越小,分子酸性越强。
同一主族,从上到下,原子半径依次增大,我们都知道,原子半径越大越容易体现出金属性,而金属直接和质子去结合?
结果无需猜!
质子压根很难靠上去,pKa也就小的厉害 ,酸性自然极强。
(PS:如果靠上去了,可能质子连转世重来的机会都不会有了,被金属连骨头带肉吃的干净,直接改性,由质子变成负离子,而金属在一定程度下反而可以被认定为质子,这便是“负氢试剂”。)
所以单单从原子半径的角度出发,也就不难理解酸性HF<HCl ③分子结构中存在共轭会使PKa变小,酸性增加。 一个简单的例子就是苯酚和环己醇: 因为苯酚中苯环和酚羟基可以形成共轭结构,O上的电子可以跑到苯环上,所以酚羟基中的质子更容易离去。因此,苯酚的酸性要强于环己醇。 ④诱导效应的影响。 电负性的越大的原子越容易吸引负电荷,从而使得共轭碱更稳定。已知电负性大小顺序为F﹥Cl﹥Br﹥I,所以F吸电子诱导作用最强,更容易让质子电离出来,PKa值愈小,F取代的酸酸性最强。 如上图所示,乙酸的酸性是最弱的,而当甲基中的H被卤原子取代后,氟代乙酸酸性是最强的,而碘代乙酸酸性是最弱的,但强于乙酸。 同时,很容易理解,如果电负性原子和要电离的质子距离比较远,则吸电子诱导作用越弱,则对分子酸性影响越小。 ⑤分子轨道成分的影响。 电子轨道对酸性的影响表现在:如果s成分越高,则酸性越强。sp3杂化s特性的比例是25%,sp2杂化s特性的比例是33%,sp杂化s特性的比例是50%。也就是说sp杂化的分子酸性最强。如下图,以乙烷分子,乙烯分子,乙炔分子为例: ⑥溶剂对pKa值的影响也是值得考虑的。 讲溶剂的影响其实就涉及到实验设计的模块了。比如一个去质子的反应,在进行时我们会考虑用什么碱好。也会考虑用的溶剂是否匹配,比如该溶剂是否能稳定去质子得到的共轭碱阴离子,而不造成淬灭。 但这方面的数据我个人觉得是经验积累的过程,因为精力有限,目前并没有看到讲这块讲的很好的书(有推荐的朋友可以私聊菜籽下),目前最易查到的PKa数据,一般要么是水做溶剂,要么是DMSO作溶剂,要么是气相中检测。返回搜狐,查看更多