甲酸、乙酸、苯甲酸的酸性为何不同?

甲酸、乙酸、苯甲酸的电离常数分别是:1.77×10-4 , 1.75×10-5 , 6.46×10-5 。 这说明它们的酸性由强到弱的顺序是:甲酸、苯甲酸、乙酸 。
为什么会这样呢?
【甲酸、乙酸、苯甲酸的酸性为何不同?】总的来说 , 引起这种酸性强弱变化的主要原因在于分子的结构 。
上述三种酸的结构分别为:
甲酸HCOOH ..乙酸CH3COOH
苯甲酸C6H5COOH
甲酸、乙酸、苯甲酸的分子中都有一个羧基 , 由于羟基氧原子的P电子云与羰基中π键电子云从侧面发生重叠 , 使羟基中氧原子上的P电子云向羰基中氧原子转移 , 羟基中的电子云密度降低 , 氧原子和氢原子之间共价健的极性增强 , 以致使氢原子电离而产生酸性 。
但是 , 由于与羧基相连的氢原子、甲基、苯环对氢氧键的极性影响是不同的 , 所以 , 使其酸性出现了差异 。
由于氢原子和甲基都有排斥电子的能力 , 但甲基排电子的能力比氢原子强 , 使羧基上的电子云密度增大 , 羟基上的电子云密度亦增大 , O—H键增强 , 削弱了羟基的极性 。 H原子虽然也可以提供电子 , 但较甲基弱 , 所以甲酸的酸性比乙酸强 。
在苯甲酸中 , 与羧基相连的是苯环 , 由于苯环中有一大π键 , 当它与羧基相连时 , 使羧基上的电子云向苯环转移 , 羧基的电子云密度降低 , 从而削弱了羟基中的氢氧键 , 使羟基氢较易电离出来 , 显出较强的酸性 。 但是 , 虽然它能降低羧基的电子云密度 , 其吸电子的能力是有限的 。 所以 , 作用的总效应 , 使苯甲酸的酸性只能比乙酸强 , 但比甲酸弱 。
由上述讨论可见 , 分子中各原子或原子团之间是相互影响的 , 这种相互影响必然反映到性质上来 。 在甲酸、乙酸和苯甲酸中 , 由于与羧基相连的原子或原子团的不同 , 对酸的性质的影响也有差异 , 使其酸性强弱顺序为:甲酸>苯甲酸>乙酸 。
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