thuyet acid baz cung mem HSAB

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA HÓA HỌC
BỘ MÔN HÓA LÝ

Seminar Hóa Lý Hữu Cơ

THUYẾT ACID BAZ CỨNG MỀM
(HSAB)

Nhóm thực hiện: 
TRẦN THỊ THU HUYỀN
NGUYỄN THÙY TRANG
PHẠM MẠNH CƯỜNG
NGUYỄN HÀM TRƯỜNG

0814089
0814227
0814027
0814244

TRƯƠNG MINH TUẤN

0814246


NỘI DUNG TRÌNH BÀY

1. GiỚI THIỆU VỀ THUYẾT ACID

BAZ CỨNG MỀM (HSAB)

2. CÁC YẾU TỐ Ảnh hưởng đến

độ cứng mềm của acid, baz

3. ứng dụng của thuyết HSAB
trong hóa hữu cơ
Trong hóa vô cơ


Thuyết acid baz cứng mềm (HSAB) ra đời trong
những năm 60 của thế kỷ 20, Pearson là người đã khởi xướng
nguyên lí acid baz cứng mềm (HSAB).

Nội dung lí thuyết
Acid cứng thì có thể phản ứng tốt với baz cứng.
Acid mềm có thể phản ứng tốt với baz mềm.


Acid cứng

•
•
•
•
•

Nguyên tử trung tâm bán kính ion nhỏ
(<90 pm).
Điện tích dương cao.
Độ âm điện thấp (≈ 0,7-1,6).

Khả năng solvate mạnh.

Năng lượng LUMO cao.
Ví dụ: Al3+,Ga3+,Cr3+,Co3+,Fe3+
H+, Li+, Na+, K+,Be2+, Mg2+ …

Acid mềm

•
•
•
•

Bán kính lớn (> 90 pm).
Độ âm điện trung gian (≈ 1,9 – 2,5)
Điện tích dương thấp.

Năng lượng LUMO thấp.
Ví dụ: Các nguyên tử kim loại có số oxy hóa
0.
Cu+,Ag+,Au+,Hg2+,Pd2+,
Cd2+, Pt2+ …


Baz cứng

•
•
•
•

Bán kính nguyên tử trung tâm nhỏ
(120pm)
Khả năng solvate cao
Độ âm điện cao
(≈ 3,4-4 )

Năng lượng HOMO cao
Ví dụ: H2O, OH- ,F- ,Cl,
CO2,PO43- ,SO42 - ,CO32-, NO3- ,ClO4- ,
ROH, R2O, NH3…

Baz mềm

•
•
•

Bán kính nguyên tử trung tâm lớn
( > 170pm)
Độ âm điện trung gian (2,5-3,0)
Năng lượng HOMO thấp

Ví dụ: RSH, RS- , R2S, I-, CN-, SCN-, PR3 ,
R3P, CO, C2H4, C6H6


Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng và độ mềm của acid






Bản chất của nguyên tử acid
Điện tích
Các nhóm gắn vào


Các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng và độ mềm của baz

 Bản chất của nguyên tử cho
 Điện tích
 Các nhóm gắn vào

12/3/16

7


ỨNG DỤNG
THUYẾT ACID BAZ CỨNG MỀM
TRONG HÓA HỮU CƠ

PHẢN ỨNG CỦA TÁC CHẤT THÂN HẠCH


Chất thân điện tử
Chất thân hạch
 có thể là anion hay phân tử trung
hòa có mang đôi điện tử tự do.

 là các cation có mang ít nhất một
vân đạo trống có khả năng nhận đôi
điện tử tự do

VD: OH-, I-, ClBazơ cứng/mềm

VD : Al3+, Ca2+, Fe3+, Fe2+, Li+, Cu+
…
Acid cứng/mềm


Chất thân hạch lưỡng tâm
Tác chất có nhiều hơn một tâm thân hạch.

VD:


Phản ứng của chất thân hạch tuân theo những nguyên tắc chung của thuyết
HSAB :

Acid cứng
(tâm thân điện tử cứng)

Acid mềm
(tâm thân điện tử mềm)

Bazơ cứng
(tâm thân hạch cứng)

Bazơ mềm
(tâm thân hạch mềm)


KCN

EtCN + KI

(1)

EtI + CN AgCN
Mềm

EtNC + AgI

(2)

Cứng

(1)

(2)

Tâm C mềm của CN tác kích tâm C
của Et (tâm thân điện tử mềm)

Ag+ kéo I-  Carbocation cứng
Tâm N cứng của CN-  EtNC

Acid mềm-baz mềm

Acid cứng-baz cứng


Các yếu tố ảnh hưởng phản ứng
của tác chất thân hạch

Chất thân hạch

Xúc tác acid Lewis

Dung môi

Chất nền và
nhóm xuất


Ứng dụng của thuyết Hsab trong hóa vô cơ

Dự đoán sản phẩm của phản ứng trao đổi

Xét khả năng hòa tan của một số hợp chất

Thế oxy hóa khử


Dự đoán sản phẩm của phản ứng trao đổi

Theo nguyên tắc của thuyết HSAB :
acid cứng kết hợp với baz cứng

Acid mềm kết hợp với baz mềm
VD:
- + +
Một dung dịch chứa các ion NO3 ,Ag , Cl và K dự đoán sản phẩm tạo thành sau phản ứng.
 

Baz

Acid

+
K (cứng)

NO3 (cứng)
Cl (mềm)

H2O (cứng)

H2O (cứng)

Ag

2+

(mềm)

Sản phẩm
AgCl
K(H2O)6

+

(H2O)nNO3

HOH-OH2
 Sản phẩm tạo thành sau phản ứng là AgCl kết tủa.


Xét khả năng hòa tan của một số hợp chất

Trong dung dịch, các chất có bản chất liên kết ion dễ tan hơn so với các chất có bản chất liên kết
cộng hóa trị
Dựa vào thuyết HSAB ta có thể dự đoán khả năng hòa tan của các chất trong dung dịch nước. Theo nguyên tắc
của thuyết HSAB, các acid cứng phản ứng với baz cứng, liên kết trong sản phẩm tạo thành mang tính ion nhiều
hơn, các acid mềm phản ứng với baz mềm, liên kết trong sản phẩm tạo thành mang tính cộng hóa trị nhiều hơn.

 Sản phẩm tạo thành từ phản ứng giữa acid cứng và baz cứng sẽ tan nhiều hơn so với sản phẩm của
phản ứng giữa acid mềm và baz mềm.


Thế oxy hóa khử

Xét một vài phản ứng oxy hóa khử sau:
+
Na (aq) + e
La

3+
(aq) + 3e

Na(s)

0
E = -2.711V

La(s)

0
E = -2.370V

3+
0
Fe (aq) + 3e  Fe(s) E = -0.036V
+
Cu (aq) + e-

Cu(s)

0
E = 0.552V

0
 Gíá trị của E càng dương, quá trình khử càng thuận lợi. Các số liệu trên cho thấy thế oxy hóa
khử tỷ lệ với độ cứng mềm của cation kim loại (thường là các acid). Như vậy, các acid mềm, như Cu
tương tác thuận lợi hơn với điện tử do đó chúng dễ bị khử. Các acid cứng như Fe
khó bị khử vì tương tác giữa chúng với điện tử không thuận lợi.

3+
+
3+

, Na , La rất

+


KẾT LuẬN

1. GiỚI THIỆU VỀ THUYẾT ACID

BAZ CỨNG MỀM (HSAB)

2. CÁC YẾU TỐ Ảnh hưởng đến

độ cứng mềm của acid, baz

3. ứng dụng của thuyết HSAB
trong hóa hữu cơ
Trong hóa vô cơ


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA HÓA HỌC
BỘ MÔN HÓA LÝ

Seminar Hóa Lý Hữu Cơ

THUYẾT ACID BAZ CỨNG MỀM
(HSAB)

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI