質子酸

氟硫酸(FSO3H)一種含氟的強酸。 超強酸),把SbF5·HSO3F稱作魔酸。 等,它們都有類似於SbF5·HSO3F的性質。

概念

任何能釋放出質子(H+)的物質(包括分子和離子);稱為質子酸
NH4+、H3PO4、Cu(OH)2、等都是質子酸,因為它們都能給出質子
酸鹼質子論
英文名稱:Brφnstde-Lowry acid-base concept
說明:凡能給出質子的分子或離子叫酸(即質子酸),凡能和質子結合的分子或離子叫鹼(即質子鹼)。例如HCl、H2SO4、CH3COOH、HCO3 -、NH4+等都能放出質子,它們都是酸。NaOH、NH3、CH3COO-、CO3 2-等都能奪取質子,它們都是鹼。按照酸鹼質子論,酸鹼反應是質子轉移的反應。1923年丹麥的布侖斯惕(Brφnsted)和英國的勞里(Lowry)分別提出,所以又稱布朗斯台德-勞里酸鹼論。
酸給出質子後,變成鹼,同理,鹼接受質子後,變成酸。所以:酸 = 鹼 + 質子
處於上述關係式中的一對酸和鹼,互稱為共軛酸鹼。Cl- 是HCl的共軛鹼 , 而HCl 是Cl- 的共軛酸。H2O 作為一種酸時,其共軛鹼是OH- ; 而H2O 作為 一種鹼時,其共軛酸是 H3O+。

氟硫酸(FSO3H)

氟硫酸(FSO3H)一種含氟的強酸。我們可以把它看作硫酸與氫氟酸的酐(anhydride)。氟硫酸的迅速水解就產生H2SO4與HF。這超強酸也用在分支烷與芳香化合物的烷基化反應,又能催化單烯的聚合,製造有用的高分子。

魔法酸(Magic Acid)氟銻磺酸

氟硫酸與五氟化銻的等比混合物,學名氟銻磺酸SbF6SO3H 俗稱「魔法酸」或魔酸(magic acid),強度達H0~-23。這是1994年諾貝爾化學得主奧拉(G. A. Olah)教授在凱斯西儲大學時,研究碳陽離子的穩定化所開拓的試劑。這么強的酸離子化所得的共軛鹼是沒有任何親核性的,故產生的碳陽離子不會被中和(如本身很不穩定,則只會重排生成較穩定的結構,但仍會是碳陽離子)。魔法酸的發現很戲劇化:1966年聖誕節過後,奧拉教授的一位研究生不知是貪玩或無意,把慶節的蠟燭取一小塊丟進他配好的強酸中,使他吃驚的是蠟塊竟然溶解了。好奇心驅使這學生拿了溶液去測定核磁共振光譜(NMR),又發現只有叔丁基(CH)3C的訊號。 這種酸能溶解飽和烴。從那時起,Olah實驗室人員就給SbF5·HSO3F起個綽號叫“魔酸”(Magic acid)。現在人們習慣地將酸強度超過100% H2SO4的一個酸或酸性介質叫做超酸(或超強酸),把SbF5·HSO3F稱作魔酸。也就是後來所說的超強酸。超強酸不但能溶解蠟燭,而且能使烷烴、烯烴等發生一系列化學變化,這是普通酸難以做到的。例如,正丁烷在超強酸的作用下,可以發生 C—H鍵的斷裂,生成氫氣;發生C—C鍵的斷裂,生成甲烷;還可以發生異構化反應生成異丁烷。在奧萊教授和他的學生這一發現的啟示下,迄今為止,科學家們已經找到多種液態和固態的超強酸。液態的有 HF·SbF5、TaF5·HSO3F 等。固態的有 SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO2·Al2O3 等,它們都有類似於SbF5·HSO3F的性質。

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