- 酸的特性
- -物理性质
- -产生质子的能力
- -它们的氢电子密度低
- -强度或酸度常数
- 测量
- -具有非常稳定的共轭碱基
- -他们可以带正电荷
- -他们的溶液的pH值低于7
- -中和基地的能力
- 强酸和弱酸
- 酸的例子
- 卤化氢
- 含氧酸
- 超级酸
- 有机酸
- 参考文献
所述酸与质子的高倾向捐赠或接受电子对的化合物。酸的性质有许多定义（布朗斯台德，阿伦尼乌斯，刘易斯），并且对每种定义进行了补充以建立这些类型化合物的整体形象。
从以上角度看，所有已知物质都可以是酸性的，但是，只有那些突出于其他物质的物质才是酸性的。换句话说：如果一种物质是极弱的质子供体，例如，与水相比，它可以说不是酸。
乙酸是一种弱酸，在平衡反应中向水中提供了一个质子（氢离子，绿色突出显示），从而生成乙酸根离子和氢鎓离子。红色：氧气。黑色：碳。白色：氢。
在这种情况下，酸及其天然来源究竟是什么？在许多水果中都可以找到它们的典型例子：例如柑橘。柠檬水具有柠檬酸和其他成分的独特风味。
舌头可以检测到酸的存在，就像其他口味一样。取决于这些化合物的酸度水平，味道变得更难以忍受。这样，舌头就可以用作感官测量仪，以测量酸的浓度，尤其是水合氢离子（H 3 O +）的浓度。
另一方面，酸不仅存在于食物中，而且还存在于生物体内。同样，土壤中存在可以表征为酸性的物质。铝和其他金属阳离子就是这种情况。
酸的特性
根据现有定义，化合物必须具有什么特征才能呈酸性？
它必须能够产生H +和OH -离子由在水（阿列纽斯）溶解，它必须很容易捐献质子其他物种（布朗斯台德）或最后，它必须能够接受一对电子的，带负电（路易斯）。
但是，这些特性与化学结构密切相关。因此，通过学习对其进行分析，可以推断出其酸度或几种化合物的强度中哪一种是最酸性的。
-物理性质
酸有一种味道，值得重复使用，酸和它们的气味经常灼伤鼻孔。它们是具有粘性或油性质地的液体，能够将石蕊试纸和甲基橙的颜色更改为红色（酸和碱，SF）。
-产生质子的能力
1923年，丹麦化学家约翰尼斯·尼古拉·布朗斯泰德（Johannes NicolausBrønsted）和英国化学家托马斯·马丁·洛里（Thomas Martin Lowry）提出了布朗斯台德和洛里理论，指出可以将质子转移到任何其他化合物的任何化合物都是酸（EncyclopædiaBritannica，1998）。例如在盐酸的情况下：
的HCl→H + +氯-
Brønsted和Lowry的理论没有解释某些物质的酸性行为。1923年，美国化学家吉尔伯特·N·刘易斯（Gilbert N. Lewis）提出了他的理论，其中酸被认为是在化学反应中能够连接一对在另一个分子中不共享的电子的化合物（EncyclopædiaBritannica，1998） 。
这样，诸如Cu 2 +，Fe 2+和Fe 3+的离子具有结合自由电子对的能力，例如通过以下方式从水中产生质子：
Cu 2+ + 2H 2 O→Cu（OH）2 + 2H +
-它们的氢电子密度低
对于甲烷分子CH 4，其氢原子都不缺乏电子。这是因为碳和氢之间的电负性差异很小。但是，如果你被氟之一取代氢原子中的一个，那么就可以在偶极矩的显着变化：H 2 FC- ^ h。
H经历着电子云向与F结合的相邻原子的位移，这是相同的，δ+增加。同样，如果另一种H由另一个˚F代替，那么该分子变为：HF 2 C- ħ。
现在δ+甚至更大，因为有两个F原子，高电负性的电子密度，其删除C，并且这后者随后向ħ。如果更换的过程中不断最终获得：F 3 C- ^ h。
在这最后一个分子中，由于三个相邻的F原子，H呈现出明显的电子缺陷。对于任何足够电子富集到H并以这种方式使F 3 CH带负电的物种，δ+都不会被忽略：
˚F 3 C- ħ +：N - （负物种）=>˚F 3 C：- + ħ Ñ
上面的化学方程式也可以这样考虑：F 3 CH将质子（H +，一旦从分子上脱离出来的H）提供给：N；或者，F 3 CH获得从一对电子ħ当另一对从捐赠给后者：N - 。
-强度或酸度常数
溶液中存在多少F 3 C：-？或者，有多少分子的F 3 CH可以将酸性氢捐赠给N？为了回答这些问题，必须确定F 3 C：-或H N 的浓度，并使用数学方程式建立一个称为酸度常数Ka的数值。
生成的F 3 C：-或HN 分子越多，则F 3 CH的酸性就越高，其Ka越大。这样，Ka有助于定量地确定哪些化合物比其他化合物更酸性。同样，它会将Ka极小的阶数的那些作为酸丢弃。
有些Ka的值可以在10 -1和10 -5左右，而另一些Ka的值可以小数百万分之类，例如10 -15和10 -35。因此可以说，具有所述酸度常数的后者是极弱的酸，可以照此丢弃。
那么下列哪个分子中的Ka值最高：CH 4，CH 3 F，CH 2 F 2或CHF 3？答案在于氢中缺乏电子密度δ+。
测量
但是，标准化Ka测量的标准是什么？它的价值可能会大不相同，这取决于哪种物种会收到H +。例如，如果：N是一个强大的基础，Ka将很大；但是，如果相反，这是一个非常薄弱的基础，Ka将会很小。
Ka测量是使用所有碱（和酸）中最常见和最弱的：水。根据在25ºC和一个大气压下H +对H 2 O 分子的贡献程度，建立确定所有化合物的酸度常数的标准条件。
由此产生了许多无机和有机化合物的酸度常数表。
-具有非常稳定的共轭碱基
酸的化学结构中具有高度带负电性的原子或单元（芳香环），可从周围的氢中吸引电子密度，从而使酸变为部分正离子并对碱具有反应性。
质子捐献后，酸转化为共轭碱；也就是说，一个能够接受H +或提供一对电子的负离子。在CF的示例3 ħ 分子及其共轭碱为CF 3 - ：
CF 3 - + HN <=> CHF 3 +：N -
如果CF 3 -是一个非常稳定的共轭碱，平衡将更加向左移动比在右边。而且，它越稳定，酸将越具有反应性和酸性。
您怎么知道它们有多稳定？这完全取决于他们如何处理新的负电荷。如果它们可以有效地使增加的电子密度离域或扩散，它将无法用于与碱H的键合。
-他们可以带正电荷
并非所有的酸都具有电子不足的氢，但也可能具有能够接受电子的其他原子（带或不带正电荷）。
这怎么样？例如，在三氟化硼BF 3中，B原子缺少一个八位原子的价原子，因此它可以与任何给它提供电子对的原子形成键。如果阴离子˚F -轮在其附近会发生以下化学反应：
BF 3 + F - => BF 4 -
另一方面，自由金属阳离子（例如Al 3+，Zn 2 +，Na +等）被视为酸，因为它们可以从其环境中接受富电子物种的配位（配位）键。同样，它们与OH反应-离子沉淀为金属氢氧化物：
的Zn 2+（水溶液）+ 2OH - （水溶液）=>的Zn（OH）2（S）
所有这些都被称为路易斯酸，而捐赠质子的是布朗斯台德酸。
-他们的溶液的pH值低于7
图：pH刻度。
更具体地说，酸溶解在任何溶剂中（不会中和）不会产生pH低于3的溶液，尽管低于7则被认为是非常弱的酸。
这可以通过使用酸碱指示剂（例如酚酞，通用指示剂或紫甘蓝汁）来验证。那些将颜色变成低pH值指示的化合物被视为酸。这是确定它们是否存在的最简单的测试之一。
例如，可以对来自世界不同地区的不同土壤样品进行同样的操作，从而确定其pH值以与其他变量一起表征它们。
最后，所有酸都具有酸味，只要它们的浓度不至于使其不可逆地燃烧舌头组织即可。
-中和基地的能力
阿伦尼乌斯（Arrhenius）在他的理论中提出，能够产生质子的酸通过以下方式与碱的羟基反应形成盐和水：
的HCl +的NaOH→NaCl的+ H 2 O.
该反应称为中和反应，是滴定分析技术的基础（Bruce Mahan，1990）。
强酸和弱酸
酸分为强酸和弱酸。酸的强度与其平衡常数相关联，因此，在酸的情况下，这些常数称为酸常数Ka。
因此，强酸具有大的酸常数，因此它们倾向于完全解离。这些酸的例子是硫酸，盐酸和硝酸，它们的酸常数很大，以至于不能在水中测量。
另一方面，弱酸是一种解离常数低的酸，因此处于化学平衡状态。这些酸的例子是乙酸，乳酸和亚硝酸，其酸度常数约为10 -4。图1显示了不同酸的不同酸度常数。
图1：酸解离常数。
酸的例子
卤化氢
所有卤化氢都是酸性化合物，尤其是当溶于水时：
-HF（氢氟酸）。
-HCl（盐酸）。
-HBr（氢溴酸）。
-HI（碘酸）。
含氧酸
含氧酸是含氧阴离子的质子化形式：
HNO 3（硝酸）。
H 2 SO 4（硫酸）。
H 3 PO 4（磷酸）。
HClO 4（高氯酸）。
超级酸
超强酸是强布朗斯台德酸和强路易斯酸的混合物。一旦混合，它们就会形成复杂的结构，根据某些研究，其中的H +会 “跳跃”。
它们的腐蚀能力使其比浓H 2 SO 4强数十亿倍。它们用于将原油中存在的大分子裂解为较小的支链分子，并具有巨大的经济价值。
-BF 3 / HF
-SbF 5 / HF
-SbF 5 / HSO 3 F
-CF 3 SO 3 H
有机酸
有机酸的特征是具有一个或多个羧基（COOH），其中包括：
-柠檬酸（存在于许多水果中）
苹果酸（来自青苹果）
-乙酸（来自商业醋）
-丁酸（来自腐臭黄油）
-酒石酸（来自葡萄酒）
-以及脂肪酸家族。
参考文献
- Torrens H.硬酸和软酸和碱。。来自：depa.fquim.unam.mx
- Helmenstine，Anne Marie博士 （2018年5月3日）。10种常见酸的名称。从以下资源中恢复：Thoughtco.com
- Chempages Netorials。酸和碱：分子结构和行为。摘自：chem.wisc.edu
- 克里斯（Chris）Deziel。（2018年4月27日）。酸和碱的一般特征。科学。从以下网站恢复：sciencing.com
- 匹兹堡超级计算中心（PSC）。 （2000年10月25日）。从以下目录恢复：psc.edu。