人們對(duì)酸堿的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)由淺人深，由低級(jí)到高級(jí)的認(rèn)識(shí)過程。最初，人們對(duì)酸堿的認(rèn)識(shí)只單純地展于從物質(zhì)所表現(xiàn)出來的性質(zhì)上來區(qū)分酸和破。認(rèn)為具有酸味、能使石蕊變?yōu)榧t色的物質(zhì)是酸:面堿就是具有澀味、滑膩感，使紅色石蕊變藍(lán)，并能與酸反應(yīng)生成鹽和水的物質(zhì)。后來，人們?cè)噲D從物質(zhì)的組成來定義酸堿。1787 年A. L Lavisier 提出了氧是酸的組成部 分: 1年，H.Dery又提出氫是酸的組成成分等等。這些酸堿概念都有局限性。隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們的認(rèn)識(shí)不斷深化，提出了多種酸堿理論。其中比較重要的有s.A Amheis酸堿電離理論，E c Fanklin溶劑理論，J.Brnsted和T. Lowry的酸堿質(zhì)子理論， G.N. Lewis的電子理論以及近期發(fā)展起來的軟硬酸堿概念等。中學(xué)已學(xué)過Anthenius 酸堿電離理論，這里不再贅述。
1923年，丹麥的J.Bronsted 和英國的T. Lowry提出了酸堿質(zhì)子理論。
質(zhì)子理論認(rèn)為，凡是能釋放出質(zhì)子的任何分子或離子都是酸:任何能與質(zhì)子結(jié)合的分子或離子都是堿。簡而言之，酸是質(zhì)子的給子體，堿是質(zhì)子的接受體。例如在水溶液中
HCl、H?PO??、NH??都能給出質(zhì)子，它們都是酸。NH?、CI?、HPO²??都可以接受質(zhì)子，都是堿。
質(zhì)子理論強(qiáng)調(diào)酸與堿之間的相互依賴關(guān)系。酸給出質(zhì)子后生成相應(yīng)的堿，而堿結(jié)合質(zhì)子后又生成相應(yīng)的酸，酸與堿之間的這種依賴的關(guān)系稱為共軛關(guān)系。這關(guān)系可以用通式表示
酸給出一個(gè)質(zhì)子后生 成的堿稱為這種酸的共軛堿，例如NH, 是NH??的共軛堿;堿接受個(gè)質(zhì)子后所生成的酸稱為這種堿的共軛酸，例如NH??是NH??的共軛酸。酸與它的共軛堿(或 堿與它的共軛酸) 一起被稱為共軛酸堿對(duì)。
共軛的酸和堿的強(qiáng)弱有一定的依賴關(guān)系。酸越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的共軛堿的堿性越弱，酸越弱，對(duì)應(yīng)的共軛堿的堿性越強(qiáng);對(duì)于堿也是如此。由此可根據(jù)酸的相對(duì)強(qiáng)弱確定其共軛堿的相對(duì)強(qiáng)弱，或者根據(jù)堿的相對(duì)強(qiáng)弱確定其共軛酸的相對(duì)強(qiáng)弱。
確定了酸、堿的相對(duì)強(qiáng)弱之后，可用其判斷酸堿反應(yīng)的方向。酸堿反應(yīng)是爭(zhēng)奪質(zhì)子的過 程，爭(zhēng)奪質(zhì)子的結(jié)果總是強(qiáng)堿奪取了強(qiáng)酸給出的質(zhì)子面轉(zhuǎn)化為它的共軛酸弱酸; 強(qiáng)酸則給 出質(zhì)子轉(zhuǎn)化為它的共軛堿一弱堿。 總之，酸堿反應(yīng)主要是由較強(qiáng)酸與較強(qiáng)堿結(jié)合，向生成相應(yīng)的較弱堿和較弱酸的方向進(jìn)行。例如
酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為，酸、堿的解離反應(yīng)是質(zhì)子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)。如HF在水溶液中的解離，HF給出H?后，生成其共軛堿F?;而H?O接受日H?生成其共軛酸H?O?，即
同樣，NH?在水常波中的解離反應(yīng)也是質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，可表示為
由上可見，在酸的解離反應(yīng)中，H?O是質(zhì)子的接受體，H?O是堿;在堿的解離反應(yīng)中，H?O是質(zhì)子的給予體，H?O又是酸。這種既能給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子的物質(zhì)被稱為兩性物質(zhì)。水就是兩性物質(zhì)之.，這一點(diǎn)在水的自身解離反應(yīng)中也可以看出
其他常見的兩性物質(zhì)還有HSO??、H?PO??、HPO?²?、 HCO??等。
Arrhenius電離理論中的鹽類水解反應(yīng)實(shí)際上也是酸堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。例如，NaAc 的水解反應(yīng)
Ac?與H?O之間發(fā)生了質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，生成了HAc和OH?
質(zhì)子理論不僅適用于水溶液中的酸堿反應(yīng)，同樣適用于氣相和非水溶液中的酸堿反應(yīng)。 如: HCI與NH?的反應(yīng)，無論在水中，還是在氣相中或是有機(jī)溶劑中，其實(shí)質(zhì)都是質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，最終生成氯化銨。因此均可表示為
酸堿質(zhì)子理論擴(kuò)大了酸和堿的范疇，使人們加深了對(duì)酸堿的認(rèn)識(shí)。但是，質(zhì)子理論也有局限性。它只限于質(zhì)子的給予和接受，對(duì)于無質(zhì)子參與的酸堿反應(yīng)就無能為力了。
例2-6下列氧化物哪些在水中形成酸， 哪些在水中形成堿，分別寫出它們與水的反應(yīng)方程式。
例2-7 根都酸堿質(zhì)于理論，下列分子皮離子那些是酸?哪此是堿?哪些既是酸又是堿？
2.2.2酸堿電子理論
在酸堿質(zhì)子理論提出的同一年，美國化學(xué)家G. N. Lewis提出了酸堿電子理論。
該理論的基本要點(diǎn)是，酸是任何可以接受電子對(duì)的分子或離子物種，酸是電子對(duì)的接受體，必須具有可以接受電子對(duì)的空軌道。堿則是可以給出電子對(duì)的分子或離子物種，堿是電子對(duì)的給予體，必須具有未共享的孤對(duì)電子。酸堿之間以共價(jià)配鍵相結(jié)合。
Lewis 的酸堿電子理論的適用范圍更廣泛。例如，H?與OH?反應(yīng)生成H?O,這是典型的Arrhenius電離理論的酸堿中和反應(yīng)。質(zhì)子理論也能說明H?是酸，OH?是堿。根據(jù)酸堿電子理論，OH?具有孤對(duì)電子，能給出電子對(duì)，它是堿;而H?有空軌道，可接受電子對(duì)，是酸; H? 與OH?反應(yīng)生成含配位鍵的酸堿加合物 H?O。
在氣相中氯化氫與氨反應(yīng)生成氧化銨。這一反應(yīng)既可用質(zhì)子理論解釋，也可用電子理論解 釋。按照電子理論，NH?中N上的孤對(duì)電子提供給HCI中的H (指定原來HCI的H—Cl 鍵的共 用電子對(duì)完全屬于Cl之后，H有了空軌道)，形成NH??中的配位共價(jià)鍵[H?N→H]?。
堿性氧化物Na?O與酸性氧化物SO?反應(yīng)生成鹽Na?SO?該反應(yīng)也是酸堿反應(yīng)。然而，該反應(yīng)不能用質(zhì)子理論說明。但根據(jù)酸堿電子理論，Na?O中的O²?具有孤對(duì)電子， 是堿; SO?中S能提供空軌道接受孤對(duì)電子，是酸: Na?O與SO?反應(yīng)生成含配位鍵的酸 堿加合物Na?SO?。B( OH)?，與水反應(yīng)并不是給出它自身的質(zhì)子，而是B (有空軌道)接受 了H?O的OH? : 中O²?提供的孤對(duì)電子形成B(OH)??，因此，硼酸H?BO?不是質(zhì)子酸，而是Lewis酸。
Lewis 酸堿的范圍很廣泛，許多配合物和有機(jī)化合物都是Lewis酸堿的加合物。但是酸堿電子理論也不是完美無瑕的，其缺點(diǎn)是不易確定酸堿的強(qiáng)度。
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