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为什么羧酸的酸性大于碳酸?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/07/06 04:36:07
为什么羧酸的酸性大于碳酸?
碳酸分子中羰基pi电子云与两个羟基氧原子的p电子共轭,形成四中心六电子大pi键,使中心碳原子的电子云密度增大(相比羧酸中三中心4电子大pi键),共轭的结果使原本更靠近氧的羰基pi电子和(专属于)氧上的p孤对电子出现在中心碳附近的概率增大,即电子云密度增大.中心碳的电子云密度增大后,将沿化学键向被研究羟基方向流动,使羟基极性减小,从而酸性减弱.碳酸中另一羟基的存在虽具有使被研究羟基极性增强的诱导效应的存在,但这仅是问题的次要方面,主要方面是共轭效应,故羧酸的酸性强于碳酸.
如有不明请追问.
再问: 不明白“四中心六电子大pi键”和“羧酸中三中心4电子大pi键”?
再答: 苯环的大pi键想必楼主应当清楚,六个C原子的六个2pz(竖直方向)轨道彼此平行(每个原子轨道中各填充一个电子),当形成苯分子的时候,这六个轨道以“肩并肩”的方式彼此重叠,首尾相连,成成一个环状的大pi(分子)轨道,这个轨道中共填充6个电子。因此苯环的大pi键称为六中心六电子大pi键(成键原子共有六个,称六中心)。 碳酸中的四中心六电子大pi键是由羰基pi轨道(构成它的C原子和氧原子各提供一个pz电子,为二中心二电子pi键,即普通pi键)和两个羟基O原子的孤对电子(每个氧原子各提供一对电子)轨道肩并肩的方式重叠,而形成的。这种pi轨道和孤对电子轨道重叠形成大pi轨道,称为pi-p或pi-n共轭。参与成键的原子一共四个:中心碳和周围的四个氧。轨道中共容纳6个电子,两个来自羰基pi轨道,两个羟基O提供两对孤对电子。 羧酸中只有一个羟基O,羰基仅和一个O原子的一对孤对电子发生pi-p共轭,因此这个大pi键为三中心4电子。注:羧酸中与羧基相连的是碳原子没有孤对电子不会与羰基发生共轭,这就是羧酸和碳酸在结构上的最重要的区别。正是这个区别,导致了二者酸性相差较多。