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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 无机化学 » 很想知道氨水呈碱性，盐酸是酸性的原因
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syfifi

铜虫 (小有名气)

[交流] 很想知道氨水呈碱性，盐酸是酸性的原因

在考虑电负性问题的时候突然间想到这个根本不是问题的问题

几个前提：
酸性可以理解为给出质子的能力，碱性则是捕获质子的能力；
酸碱性与原子或基团的电负性直接相关（这个不知道对不对）
这里讨论的酸碱性都是在水溶液中的，所以可能还要考虑到水分子的作用。
可能氢键的作用也要考虑，不过氢键本身也是电负性的问题。

Cl-H 在水溶液中显酸性，因其可以给出H+
NH3在水溶液中显碱性，因其可以捕获水分子中的H+，而剩下OH-使溶液为碱性

so 问题来了
Cl的电负性那么强，为毛Cl-H不能再捕获水中的一个H+而剩下OH-使溶液为碱性，
而N的电负性并不强，结果自己的H不但没有被水拐骗走，反倒是抢了水一个H+

总之，有以下竞争反应：
a1. HCl+H2O----Cl- + H3O+
a2. HCl+H2O----H2Cl+ +OH-

b1. NH3+H2O----NH2- + H3O+
b2. NH3+H2O----NH4+ +OH-

实际中，HCl发生的是a1反应，而NH3发生的是b2反应
说明Cl把自己的H让给了O，而N却从O那里抢来一个H，但是Cl的电负性比N强很多呢，所以不明白。
也许仅从电负性考虑导致了错误的结果，那么很想和大家讨论下是不是还有其它的因素我没有考虑进来，比如空间效应，水分子的吸附~~~


另外附带额外的一个问题：
Na在H2O中和液NH3中哪个里面反应更剧烈？
这里不讨论水溶液了，所以水分子的作用没有了，都是O和N原子本身的电离能力在做对比
我的理解是，N的电负性更弱一些，所以更容易给出电子，自然Na在液氨中反应更剧烈。

但是有机里面有个炔烃加成为反式烯烃的反应，用的还原剂和条件是Na在液氨中反应。
书上说此反应属于溶解金属还原，通过单电子转移和提供质子来完成的，而不是金属与氨作用产生氢气进行还原。
所以这又和我的结论矛盾了，Na进入水就会有H2，按书上说法貌似Na进入液氨不产生H2。所以不知道问题出在哪里了。希望大家多多解答。
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1楼 2012-11-02 00:45:59
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jiagle

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fds329: 金币+3, 感谢交流 2012-11-18 18:00:56
1、首先，质子传递就是一个化学反应，而化学反应的发生必须在能量上有利，否则就是逆向趋势更大些；
2、在HCl的水溶液中，H-Cl化学键明显不如H-O化学键强，因此如下反应：
    H-Cl + H2O = H-OH2(+) + Cl(-)
是理所当然的，当然，Cl(-)也会与水作用而分散电荷；
3、NH3中的N-H和水的H-O应该相对比较接近，而N的电负性小，供电子能力强，因此会向H2O上的H提供电子，而形成NH4(+)和OH(-)；由于毕竟H-N弱于H-O键，因此，该过程的趋势仍然是较弱的。由于半径原因，Cl(-)的供电子能力远不如O（对于硬酸阳离子来说）。
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5楼2012-11-02 12:42:08
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misovality

银虫 (小有名气)
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fds329: 金币+2, 感谢交流 2012-11-18 18:00:34
以下纯属个人见解 首先 N的电负性和Cl的差的不是很多 Cl略高于N一点
其次 我觉得这不是单纯一个电负性的问题 NH3的N上有一对孤对电子，这对孤对电子由于旁边三个H的作用（电负性N大于H），所以带的负电荷比较强，容易去吸引带正电荷的粒子，在水溶液中就会和水电离出的H+结合，或者和水分子的H结合成比较强的氢键。
电负性是元素原子得到电子的能力，所以对于化合物可能并不是那么适用，因为化合物还需要考虑原子和原子之间的作用以及其他一些因素。
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2楼2012-11-02 09:07:52
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misovality

银虫 (小有名气)
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
fds329: 金币+1, 感谢交流 2012-11-18 18:00:41
刚才只考虑上面的问题了
下面的问题也是一样 Na+NH3=NaNH2+H2（未配平）不是基元反应 所以说你没搞清这个反应的机理
在液氨中存在这样的平衡 2NH3=NH4+ +NH2- 而NH4+可以理解为，和H+性质差不多，可以喝Na反应生成H2
所以说要比较反应的速度 只要比较两者酸性的大小就可以 明显的，H2O比NH3酸性大
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3楼2012-11-02 09:17:17
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misovality

银虫 (小有名气)
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
syfifi: 金币+1, 解释的很到位，thank you 2012-11-04 01:44:04
fds329: 金币+2, 欢迎常来 2012-11-18 18:00:50
最后最下面的问题 我先说一下 我每个问题回答的角度有点不一样 不要较真 理解就好 因为实际上每个过程都好复杂
Na进入液氨会生成一种诡异的蓝色溶液，这是氨合电子溶液。在低温下这种溶液是很强的还原剂。Na在液氨中也会置换H生成H2，但是这个反应很慢，需要催化才会比较显著的进行。所以在有机反应中使用碱金属的氨溶液主要是利用其中氨合电子的强还原性，而不是利用H2还原
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syfifi
4楼2012-11-02 09:27:59
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