5.5
酸的强度取决于其共轭阴离子的稳定性。稳定的阴离子是弱碱,而其对应的酸则是强酸。
多种因素会影响阴离子的稳定性。
考虑两种含有同族元素原子的阴离子。较大的原子将负电荷分散在更大的空间体积中,这使得其阴离子更稳定,相应酸的酸性也更强。
比较同周期元素构成的阴离子时,带电原子的电负性起主导作用,决定了阴离子的稳定性。
电负性较强的原子能够稳定负电荷,从而形成稳定的共轭碱,因此对应的酸为强酸。
如果比较负电荷位于同一原子上的阴离子,其稳定性取决于共振结构。
例如,乙氧基离子没有共振结构,但甲烷磺酸根离子具有三个共振结构,其中电荷分布在三个原子上。
因此,甲烷磺酸由于其共轭碱具有共振稳定作用,其酸性强于乙醇。
当电负性取代基位于带负电荷的区域附近时,会通过诱导效应从该区域吸引电子密度,从而稳定阴离子上的负电荷。
随着取代基位置离负电区域越远,负离子的稳定性降低。因此,4-氯丁酸的酸性弱于2-氯丁酸。
现在假设比较炔烃、烯烃和烷烃。它们的质子相对酸性取决于其相应共轭碱中带负电荷的碳原子的杂化方式。
电子在 sp杂化碳的电子比处于一个 sp2 或 sp3 杂化碳原子
因此,sp杂化碳上的电荷最稳定,使得炔烃负离子比烯烃负离子更稳定,而烯烃负离子又比烷烃负离子更稳定。
综上所述,在同系列化合物中,炔烃是酸性最强的,烷烃是酸性最弱的,而烯烃的酸性介于两者之间。
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