为什么某些离子在酸性条件下才表现强氧化性

为什么某些离子在酸性条件下才表现强氧化性

比如硝酸根,重铬酸根,高锰酸跟等

它们的机理是什么

我想知道H+在溶液中到底是如何辅助这些离子表现出氧化性的,电子在其中是如何传递的,是否会像光合作用那样有什么电子传递链之类的

问答/457℃/2025-01-25 03:57:04

优质解答：

直接来说是因为H+浓度高导致氧化剂中可形成氢键的原子O、N、F,上的电子云发生扩散,于是为了补偿电子云密度的降低中心原子（与上述原子所连的原子）上的电子云密度会进一步减小（这种现象成为诱导效应）,且由于这些物质所在的集团带负电所以会吸引来更多的H+.

如果是Cl、Br、I等原子,则也会由于外界正点场的增大发生诱导效应使内部电子云向外扩散,而使这些阴离子中心原子氧化性增强而使得整体氧化性增强,但由于这些原子不能形成氢键,电子云密度的削减会不及O、N、F,所以含O、N、F的原子的化合物往往在酸碱变化一样的情况下氧化性会比含Cl、Br、I等原子作为配原子的阴离子变化的更大.

当然氧化性的增强还与中心原子与配原子的成键有很大关系,像重铬酸根,高锰酸可以与氧形成d-pπ键等类似作用的化学键来增强电子云的扩散能力,使得中心原子的电子云在pH值减小是能够很好的被削减,H2SO4的氧化性在浓硫酸或者说纯硫酸极具加强也是一个体现（事实上纯硫酸中存在大量的"H+"它们是硫酸合氢离子（H3SO4)+,根据共轭酸碱理论由于水中最强的酸是H+(H3O+),所以不能存在更强的酸,也就是拉平效应,（H3SO4)+的酸性比H3O+的酸性高好几个数量级）.

另外还有一个十分重要原因,可以从平衡上来分析,像重铬酸根,高锰酸它们都含有O,生成物都有水所以根据平衡原理H+浓度增大反应趋势会加强.第一个原理和这一个是最主要的,它们的影响共同体现在奈斯特（或称能斯特）方程中.

至于电子的传递,这是非常前沿问题,涉及到了这些反应的基元反应（也就是反应每一步如何进行的）,我不是很清楚,你可以自己查查资料,不过应该还没有具体的回答.

下面是我的一些看法.

像光合作用那样的电子传递确实在水中存在,近些年发现的水合电子（[e(H2O)n]-,极强的还原剂,标准酸性环境下相当于H-的还原能力)就是,不过它具体形成原理和结构还不清楚,科学家估计它的结构与碱金属溶解在液氨中所形成的能比较稳定存在的氨合电子类似[e(H2O)n]-,还有一部分则符合碰撞理论和过渡化合物理论,类似于气体的反应,不过反应还要受水分子对反应物的场作用,如化学水化和物理水化.

以上就是我对你的问题的一些拙见,希望能提高你对这些问题的一些认识.

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