【物化】一杯溶液，多個(gè)酸性？
據(jù)X一MOL資訊報(bào)道，酸堿概念是基本化學(xué)概念，非常重要。對(duì)于Bronsted酸，酸性強(qiáng)度取決于其給質(zhì)子的能力，用pKa表示。傳統(tǒng)上一般認(rèn)為溶液是均勻的，各個(gè)分子混亂排列，因此，一種Bronsted酸對(duì)應(yīng)于一個(gè)酸性強(qiáng)度。然而，由于氫鍵等多種分子間相互作用的存在，溶液中的分子會(huì)發(fā)生締合、簇集等現(xiàn)象，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性。換句話說(shuō)，真實(shí)溶液不是完全均勻的，其中的分子不是完全混亂排列的。據(jù)此，清華大學(xué)尉志武教授課題組提出了局部酸度的概念，認(rèn)為不同微環(huán)境下的酸性分子具有不同的給質(zhì)子能力，即不同的酸性強(qiáng)度。
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借助于他們?cè)缜敖⒌母哽`敏度超額光譜方法，以乙腈（CH3CN）和芐腈（PhCN）為紅外光譜探針，他們研究了三類分別含OH、NH和活潑CH的一系列Bronsted酸的酸性，建立了其酸性強(qiáng)度pKa值與探針的伸縮振動(dòng)ν(C≡N)超額紅外吸收光譜信號(hào)之間的線性關(guān)系。
作為一個(gè)實(shí)例，他們研究了三氟乙醇的酸性，發(fā)現(xiàn)其和腈基探針?lè)肿咏M成的二元混合溶液體系的超額紅外光譜中有三個(gè)正的超額峰，根據(jù)峰位與pKa間的線性關(guān)系，得到了三氟乙醇的三個(gè)酸性強(qiáng)度pKa= 12.1、15.5和18.2，他們分別對(duì)應(yīng)于三氟乙醇單體，二聚體和三聚體。
該研究中提出的局部酸度的概念深化了我們對(duì)酸堿化學(xué)的認(rèn)知，其基本思想也可推廣到固體體系。同時(shí)，體系中酸性不均勻的認(rèn)識(shí)也將推動(dòng)包括合成化學(xué)和催化劑發(fā)展在內(nèi)的涉及酸堿反應(yīng)的各項(xiàng)研究工作。這一成果近期發(fā)表在The Journal of Physical Chemistry Letters 上，文章的第一作者是清華大學(xué)博士生徐靜。
論文原文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.9b03804
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