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看完这个,高中化学有机酸强弱轻松拿捏!

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1.常见有机弱酸的酸性强弱顺序

乙二酸(草酸)>甲酸>苯甲酸>丙烯酸>乳酸>乙酸>丙酸>苯酚

  • 乙二酸()

    结构式和立体结构式

乙二酸有两个羧基,第一个羧基电离出氢离子后,剩余部分对第二个羧基有吸电子作用,使第二个羧基更易电离出氢离子,所以酸性强于甲酸。

  • 甲酸()

  结构式和立体结构式

      
甲酸,氢原子对羧基的电子效应影响较小,而苯甲酸中苯环是一个较大的基团,有推电子作用,所以甲酸酸性强于苯甲酸.
  • 苯甲酸()
    结构式和立体结构式
苯甲酸中苯环是第一个大键结构,与羧基存在共轭效应,能使羧基电子云密度降低,O-H键更容易断裂,酸性增强。
  • 丙烯酸()
结构式和立体结构式:
丙烯酸中有存在碳碳双键,与羧基形成共轭系统,使羧基电子云密度降低,与苯甲酸中苯环相比,在表现出共轭效应同时都有诱导效应,所以它们的酸性相差不是很明显,电离常数表现略微差别。
  • 乳酸()
    结构式和立体结构式:
乳酸中羟基和羧基中都含有电负性较大的氧原子,由于氧的电负性大,共有电子对强烈偏向氧原子,使得O-H更容易断裂。乙酸中甲基属于推电子基团,使酸性比苯甲酸酸性要弱。
  • 乙酸()
结构式和立体结构式:
乙酸中甲基属于推电子基团,会使羧基中羟基氧上的电子云密度增加,O-H相比乳酸不易断裂。
  • 丙酸()
结构式和立体结构式:
丙酸,前面都是饱和碳链结构,供电子效应强烈,所以酸性弱于乙酸
  • 苯酚()
结构式和立体结构式:
苯酚,苯环上的大键与羟基氢原子上的孤对电子形成共轭体系,这种共轭作用使羟基氧原子撒花姑娘的电子云向苯环偏移,但对电子的分散作用有限,不能向羧酸中的羰基那样强烈地吸引电子,所以苯酚酸性弱于羧酸。
2.不同卤代乙酸酸性比较
三氟乙酸>三氯乙酸>二氯乙酸>一氯乙酸>乙酸
氟、氯原子电负性大,产生吸电子诱导效应,且氟的电负性大于氯,三氟乙酸中三个氟原子的吸电子作用最强,使羧基电子云密度降低最多,酸性最强;随着氯原子数目减少或被氢取代,吸电子诱导效应减弱,酸性逐渐减弱。
3.不同碳链长度饱和一元羧酸酸性比较

甲酸>乙酸>丙酸>丁酸

随着碳链增长,烷基的给电子诱导效应增强,羧基电子云密度升高,导致羧基中羟基氢解离难度增大,酸性逐渐减弱。

4.硝基苯甲酸酸性比较

邻硝基苯甲酸>对硝基苯甲酸>间硝基苯甲酸>苯甲酸

邻硝基苯甲酸

间硝基苯甲酸

对硝基苯甲酸

硝基是强吸电子基团,通过诱导效应和共轭效应增强羧酸的酸性。

邻位硝基苯甲酸中,硝基与羧基距离近,诱导效应占主导,由于共轭路径受阻,共轭效应受限,但硝基的负电荷通过空间电场进一步稳定羧酸根负离子,增强酸性。

对位硝基苯甲酸中,硝基在羧基对位,通过苯环的共轭体系,吸电子共轭效应有效传递至羧酸基团,显著稳定了羧酸根负离子,所以共轭效应主导;由于对位距离羧酸集团较远,诱导效应影响较小。

间位硝基苯甲酸,间位硝基的共轭路径无法直接作用于羧酸基团,导致吸电子共轭效应的传递效率降低,相对来说,诱导效应略强,但不足以低消共轭效应的劣势。

常见的吸电子基团

  • 强吸电子基团:硝基()、磺酸基()、羰基 ()等

  • 中等吸电子基团: 卤原子(-F、-Cl 、-Br、-I)等

  • 弱吸电子基团:酯基(-COOR)、酰胺基()等。

5.甲基苯甲酸酸性比较

邻甲基苯甲酸>苯甲酸>间甲基苯甲酸>对甲基苯甲酸

甲基属于供电子基团。

邻甲基苯甲酸,由于甲基在邻位存在空间位阻,空间位阻大于供电子诱导效应,使羧基难以与苯环共平面,削弱了苯环与羧基的共轭效应,从而酸性强于苯甲酸增强。

间甲基苯甲酸,甲基在间位上,不存在空间位阻较小,供电子诱导效应较弱,所以酸性略弱于苯甲酸

对甲基苯甲酸,供电子共轭效应使苯环电子云密度增强,所以酸性比间甲基苯甲酸弱。

常见供电子基团

  • 强供电子基团:氨基()、羟基(-OH)、烷氧基(-OR)等

  • 中等供电子基团:烷基()等

  • 弱供电子基团:苯基,苯基供电子能力较弱,主要通过共轭效应。

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the end

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