软硬酸碱原理

简介

又称软硬酸碱原则或规则。估计金属离子与配位体形成络合物趋势及其稳定性定性判断的原则。由皮尔逊 (R.G. Pearson)于1963年提出的，其原理为：硬酸倾向与硬碱结合，软酸倾向与软碱结合。交界酸与软、硬碱虽能结合，但较前两者的倾向要小，较不稳定，且反应较慢。所谓硬酸指正电荷高、体积小、极性低、不易变形和失去电子，即对外层电子吸引力强的路易斯酸。包括H⁺、周期系中A类金属离子(如Li⁺、Na⁺、Be²⁺、Mg²⁺等)、某些过渡金属离子 (如Mn²⁺、Cr³⁺、Fe³⁺等) 和BF₃、AlCl₃、Cl⁷⁺、I⁵⁺等。所谓硬碱指不易失去电子、电负性高、难变形、不易被氧化，即对外层电子吸引力强的路易斯碱。包括H₂O、OH^–、O^2-、F^–、CO₃^2-、NO₃^–、SO₄^2-、RO、R₂O、F₂、O₂、N₂等。所谓软酸指正电荷少或为零、体积大、极化性高、易变形，即对外层电子的吸引力弱的路易斯酸。包括Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Hg²⁺及I₂、Br₂、O、Cl、三硝基苯等。所谓软碱指易失去电子、电负性低、易极化变形、易被氧化，即对外层电子吸引力弱的路易斯碱。包括H- 、I^–、S^2-、CN^–、CO、C₂H₄、C₆H₆、烯烃、芳烃等。这原理可预断形成络合物的稳定性及化学反应的可能性，在无机、有机化学及水环境化学中均有应用。如水体中的OH-将优先与Fe3+、Mn2+等硬酸作为中心离子结合而成羟基络离子或氢氧化物沉淀。S²-则易与Hg²⁺、Cd²⁺等形成多硫络离子或硫化物沉淀。在自然界中矿物存在的形式，硬金属 (如Ca、Mg、Ba、Al等) 多以氧化物、氟化物、碳酸盐、硫酸盐等形式存在，这是由于O^2-、F^–、CO₃^2-、SO₄^2-都是硬碱;而软金属Cu、Ag、Au、Zn、Pb、Hg、Co、Ni等多以硫化物形式存在，这是因S^2- 是软碱之故。其它如软金属Pt、Ni等催化剂易与哪些气体反应而中毒等问题也可根据这一原理加以解释与预断。这一原理的缺点是缺乏可靠的热力学基础， 不能用它建立路易斯酸碱的值表，这是不如广义的酸和碱的概念之处。

英文

soft-hard-acid-base concept;SHAB concept