二氧化碳进入水一步一步的详细过程?
在水里反应一定要有离子吧,不可能二氧化碳放进水里直接变碳酸了吧,二氧化碳进入水一定要成为碳酸根或者碳酸氢根才能继续反应吧,那应该先反应成什么呢,请一步一步的详细说明,
纠正一下,在水(水溶液)里的反应不一定要有离子,分子之间也可以反应。
CO₂+H₂O = H₂CO₃
CO₂+OH⁻ = HCO₃⁻
溶液中存在电离平衡:
H₂CO₃ ⇌ HCO₃⁻+H⁺ ⇌ CO₃²⁻+2H⁺
具体反应机理:
二氧化碳的化学式常写成“O=C=O”,但其实分子内存在两个三中心四电子的大π键,如下图:
由于氧电负性更强,在二氧化碳分子中,氧显负性,碳显正性。
水分子中,氧分别与两个氢成σ键,剩余两个未成键电子对,同样,由于氧的电负性更强,所以水分子中的氧显负性,氢显正性。
水分子中的氧与二氧化碳分子中的碳异性相吸,互相接近,水分子中氧的未成键电子对侵入碳的键位中,断开其中一个π键,并将原属于碳的孤电子挤到氧那边,造成该氧原子显负价,使二氧化碳中的氧获得双电子,而水中的氧与二氧化碳中的碳共用原来水中氧的电子对,形成σ键。
水中的氢发生原子重排,移动到显负价的氧原子处。
氢氧根与二氧化碳的反应与此类似,但由于氢氧根本身只有一个氢,因此没有后面的氢原子重排。