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HSAB則

ブレンステッド酸塩基反応はプロトン移動であり、酸性度や塩基性度を一つの尺度で表すことができる。

しかし、ルイス酸やルイス塩基はそれぞれの種類によって反応性が異なる。そのため、一つの尺度で表すことが難しい。

R.G.Pearsonは、ルイス酸とルイス塩基をそれぞれ硬い酸塩基、軟らかい酸塩基に分類し、その反応性を説明した。この考え方をHSAB則という。

HSAB則とは

HSAB則とは、「Hard and Soft Acids and Bases」の頭文字をとって名付けられた原理である。

酸と塩基をそれぞれ硬いと軟らかいという言い方で分類した。ここで、硬いや軟らかいは物理的なものではない。

硬い酸、硬い塩基は次のような特徴をもつ。

  • 高い電荷をもつ
  • 原子半径が小さい
  • 分極しにくい

一方、軟らかい酸、軟らかい塩基は次のような特徴をもつ。

  • 電荷が低い
  • 原子半径が大きい
  • 分極しやすい

硬い酸は硬い塩基と反応しやすい。同様に、軟らかい酸は軟らかい塩基と反応しやすい。

HSAB則による分類

硬い 中間 軟らかい
BF3, B(OH)3, CO2, SO3, H+, Li+, Mg2+, Al3+, Fe3+, RCO+ BR3, SO2, Zn2+, Fe2+, NO+, R3C+ B2H6, quinone, Ag+, Hg+, Hg2+, M0, HO+, RO+, RS+, RSe+, Br+, I+, CH3+, RCH2+
塩基 NH3, RNH2, H2O, ROH, OH, O2, RO, F, Cl, RCO2, SO42-, CO3, NO2 PhNH2, N3, Br, SO32-, Py R3P, (RO)3P, RSH, H, R, SCN, CN, S2-, RS, S2O32-, I