多酸化学的多酸简介

1. 多酸化学的多酸简介

是指一些（），以 MOx(x值一般为6)为单元通过共角、共边（偶尔共面）氧联结缩聚成多金属氧酸化合物，即多酸化合物，更广义地称为金属-氧簇化合物（Metal-oxygen Clusters)。对于同多阴离子而言，M可以是其中一种或几种混合，M一般称（配原子）。对杂多阴离子也是一样，只是M可以被其他金属部分取代，另外杂多阴离子中还存在杂原子，周期表中大部分元素均可作为杂原子，因而杂多阴离子的种类很多，数目巨大。一般而言，多阴离子的结构是由通常处于最高氧化态（即d0，偶尔也有d1)的前过渡元素，以近八面体为基础。而后，通过共用氧原子，形成一类共角，共边和共面（极少）的结构独特的多核配合物。在了解了MO6八面体及八面体之间的连接方式之后，由这些结构单元就组成了多氧阴离子。【】同多酸 [MmOy]z-杂多酸 [XxMmOy]z-M=W, Mo, V, Nb, Ta 等，配原子X 周期表中有70多种元素可以作为杂原子Eg. [Co4P2W18O70H4]10- 第二杂原子[PW11Ti(η-C5H5)O39]4- 连带配体的杂原子

2. 多酸化学的介绍

多酸化学是指一些（），以 MOx(x值一般为6)为单元通过共角、共边（偶尔共面）氧联结缩聚成多金属氧酸化合物，即多酸化合物，更广义地称为金属-氧簇化合物（Metal-oxygen Clusters)。

3. 多酸化学的多酸的合成方法

 1. 以组分为起始原料7MoO4(2-)+8H+ → [Mo7O24]6- +4H2O6MoO4(2-)+Cr(H2O)6(3-)+6H+ → [Cr(OH)6Mo6O18]3- +6H2O12WO4(2-)+HPO4(2-)+23H+ → [P2W12O40]3- +12H2O2. 以其他多阴离子为起始原料α-[P2W18O62]6- → α2-[P2W17O61]10- → α-[P2W16O59]12-α-[P2W16O59]12- + VO2+ → α-[P2W16V2 O62]6-α-[P2W12O(47+x)H2x]2- + WO4(2-) → α1-[P2W17O61]10-加入试剂的顺序：SiO3(2-), WO4(2-), 然后H+ → α-[SiW12O40]4-WO4(2-), H+ , 然后SiO3 (2-) →β-[SiW12O40]4-控制温度或pH值：WO4(2-), U4+, pH 5~6, 80゜C→[UW10O36]8-冷却 煮沸WO4(2-), SiO3(2-), H+ → β-[SiW9O34]10- → α- [SiW9O34]10-试剂用量：WO4(2-),H3PO4(过量), H+ →[P2W18O62]6- WO(OEt)4, NR4OH, H2O→ (NR4)2[W6O19]VO(OBut)4, Bu4nNOH, EtOH → (Bu4N)3H3[V10O28]Na2MoO4-2H2O(DMF), HCl, MeOH→ [W6O19]2-

4. 多酸化学的多酸的催化特性

1. 一级结构和二级结构多酸阴离子结构称为一级结构，一级结构一般较为稳定；由多酸阴离子、阳离子和结晶水或有机分子排列的三维结构称为二级结构，二级结构易发生变化，经常是某些催化反应的“反应场”。 具有确定的结构，有利于在分子或原子水平上设计或合成催化剂。独特的反应场。2. 通常溶于极性溶剂，可用于均相和非均相催化反应体系。3. 酸性溶液中比一般的无机酸酸性要强，在丙酮中所测的酸强度顺序为：PW12 > PW11V > PMo12 ≈ SiW12 > PMo11V≈ SiMo12 >> HCl, HNO3固体多酸为Bronsted酸，Hammett酸度H0 < -8.2. H3PW12O40脱水后，H0达到 -13.16, 比SO4(2-)/ZrO2、SO4(2-)/TiO2弱，比SiO2-Al2O3、H3PO4/SiO2分子筛（HX、HY)强。4. 软度多酸阴离子属于软碱，碱性主要体现在多酸的桥氧原子上，能够同有机反应物或反应物中间体进行配位，使有机分子活化。5. 氧化还原性通常多酸中的配原子以最高氧化态形式存在，具有氧化性。多酸可以经历多电子还原而不改变其结构，还可以加氢或脱氧形成混合价化合物，催化过程通过电子传递或氢和氧的转移来实现。同时具有酸性和氧化性，可作为酸和氧化的双功能催化剂,多酸可与其他金属取代形成取代型杂多酸化合物，通过有目的选择组成元素来调节多酸的各种性质。

5. 常见的酸有 他们的共同特点是

酸：化学上是指在溶液中电离时阳离子完全是氢离子且能使紫色石蕊试液变红的化合物。狭义上也可分为无机酸、有机酸。酸碱质子理论认为：酸是能释放出质子的物质总称为酸。
常见的酸有：盐酸，硫酸，硝酸，碳酸，醋酸等等；它们在溶液中电离时阳离子完全是氢离子，所以酸都有一些共同的相似的性质；
酸的通性： 　　
（1）跟指示剂反应 　　　紫色石蕊试液遇酸变红色 无色酚酞试液遇酸不变色 　　
（2）跟活泼金属（金属活动性顺序表中比氢强的金属）发生置换反应酸 + 金属 = 盐 + 氢气 　　   例：2HCl+Fe=FeCl2+H2↑ 　　
（3） 跟碱性氧化物反应酸 + 碱性氧化物→ 盐+水 　　　3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O （4）跟某些盐反应 酸 + 盐 → 新酸 + 新盐 　　　H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4 ↓ 
（5）跟碱发生中和反应酸 + 碱 → 盐 + 水 　　2HCl+Ba(OH)2=BaCl2+2H2O 。

6. 常见的酸有 他们的共同特点是

酸：化学上是指在溶液中电离时阳离子完全是氢离子且能使紫色石蕊试液变红的化合物.狭义上也可分为无机酸、有机酸.酸碱质子理论认为：酸是能释放出质子的物质总称为酸.
  常见的酸有：盐酸,硫酸,硝酸,碳酸,醋酸等等；它们在溶液中电离时阳离子完全是氢离子,所以酸都有一些共同的相似的性质；
  酸的通性：
  （1）跟指示剂反应 　　　紫色石蕊试液遇酸变红色 无色酚酞试液遇酸不变色 
  （2）跟活泼金属（金属活动性顺序表中比氢强的金属）发生置换反应酸 + 金属 = 盐 + 氢气 例：2HCl+Fe=FeCl2+H2↑ 
  （3） 跟碱性氧化物反应酸 + 碱性氧化物→ 盐+水 　　　3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O （4）跟某些盐反应 酸 + 盐 → 新酸 + 新盐 　　　H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4 ↓ 
  （5）跟碱发生中和反应酸 + 碱 → 盐 + 水 　　2HCl+Ba(OH)2=BaCl2+2H2O .

7. 同多酸,焦酸,连酸有什么不同 从结构上分析,只需知道同多酸和其他两个的区别!

  以下都用硫酸做例子：
    
  焦酸,两个正酸（硫酸）脱水形成,含有  S—O—S结构.  
  连酸,是两个成酸原子直接相连形成的,含有S—S 结构
  
 
    
  焦酸,当成酸原子个数大于2个时,一般叫同多酸
  

8. 酸的特征与特性

酸
  acid 
  通常指其水溶液具有酸味,使紫色石蕊变红,能与碱作用生成盐,能溶解许多金属的物质.
  分类和命名 根据酸在水溶液中电离度的大小,分为强酸和弱酸；根据酸中可电离氢离子的数目,分为一元酸(如HCl、CHCOOH)、二元酸(如HCO、HSO)和三元酸(如HPO)等；根据酸中含氧与否,分为含氧酸和无氧酸.
  无氧酸称氢某酸,其中除氢氯酸HCl(盐酸)、氢溴酸HBr和氢碘酸HI外都是弱酸,如氢氟酸HF和氢硫酸H2S等.
  含氧酸的命名：对於分子中只含一个成酸元素的简单含氧酸,将其较为常见的一种称某酸,其他含氧酸按成酸元素的氧化数较某酸高、低或有无过氧—O—O—结构而命名.例如氯酸HClO(氯的氧化数为＋5)、高氯酸HClO(氧化数＋7)、亚氯酸HClO(氧化数为＋3)、次氯酸 HClO(氧化数＋1)；又如HSO、HSO8中含有—O—O—键,称过氧一硫酸、过氧二硫酸.两个简单含氧酸缩去一分子水后生成的酸称焦酸(或称一缩某酸),例如：
  也有用重作词头来命名的,例如：
  简单含氧酸脱去(全部)氢氧基而生成的基称醯基,如—SO—称硫醯基,CrOCl称铬醯氯.
  若把含氧酸的化学式写成MO(OH)(M为金属),就可以根据 值来判断常见含氧酸的强弱：
  ＝0 极弱酸,如硼酸HBO 
  ＝1 弱酸,如亚硫酸HSO、磷酸HPO 
  ＝2 强酸,如硫酸HSO、硝酸HNO 
  ＝3 极强酸,如高氯酸HClO 
  性质 酸一般有腐蚀性.弱酸在水溶液中存在电离平衡如下：
  [HA]、[H+]、[A-]分别是HA、H+、A-的物质的量浓度,是弱酸HA的电离平衡常数.例如,298K时乙酸的电离常数为1.8×10-5,氢氟酸为7.2×10-4.电离平衡常数随弱电解质的浓度和温度有很小的变化.
  在一定温度下,弱酸的电离度因溶液变稀而增大,如0.10、1.0×10-3、1.0×10-4乙酸的电离度分别为1.34、13.4、42％,无限稀释时完全电离.
  多元弱酸的电离是分步进行的.例如,磷酸分三步电离,每步都有相应的电离平衡常数：
  水是无机化合物极好的溶剂,离子能被水分子强烈吸引而稳定,酸中 H+是裸露的质子,直径为10-3皮米,能强烈地与水分子结合成HO+.例如,水合高氯酸晶体HClOHO实际上是由HO+和ClO组成,在水溶液中HO+和其他三个水分子结合成HO.目前常用H表示水溶液中的氢离子.
  酸度 1909年丹麦化学家S.P.L.索伦森建议用pH来表示[H+].pH＝-lg[H+].
  酸性 [H+]〉[OH-] pH〈7 
  中性 [H+]＝[OH-] pH＝7 
  碱性 [H+]〈[OH-] pH〉7 
  可用pH试纸或酸度计(pH计)来检测溶液的pH值.
  应用 酸的用途很广,许多工业和实验室都要用酸,常用的有硫酸、盐酸、硝酸.许多化学反应在水溶液中进行,pH值很重要.如将二氧化碳通入含Ca2+的溶液,能否得到碳酸钙沉淀,取决於溶液的pH值,某些反应须在恒定的pH值下进行,为此常用弱酸(碱)及其盐的溶液作缓冲溶液.正常人的血液pH＝7.4(其中含有HCO和HCO、HPO和HPO),稍微变动就会生病.