二、羧酸的物理性质

　　低级饱和脂肪酸（甲酸、乙酸、丙酸)是具有强烈刺激性气味的液体；中级的（C4-C9)羧酸是带有不愉快气味的油状液体；C10及C10以上的羧酸为无味的油状固体，挥发性很低，脂肪族二元羧酸和芳香族羧酸都是固体。

　　低级脂肪酸易溶于水，但随着相对分子质量的增加，在水中的溶解度减小，以至难溶或不溶于水，而溶于有机溶剂。

　　羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇还要高。例如，甲酸和乙醇的相对分子质量相同，但乙醇的沸点为78.5℃，而甲酸为100.5℃。这是因为羧酸分子间能以氢键缔合成二聚体，羧酸分子间的这种氢键比醇分子间的更稳定。例如，乙醇分子间的氢键键能为25.94kJ·mol^-1，而甲酸分子间的氢键键能则是30.12kJ·mol^-1。低级羧酸即使在气态也是以二缔合体的形式存在。

饱和脂肪酸熔点随着分子中碳原子数的增加呈锯齿形变化（图16-1)。含偶数碳原子的羧酸其熔点比其相邻的两个含奇数碳原子羧酸分子的熔点高。这可能是由于偶数碳原子羧酸分子较为对称，在晶体中排列更紧密的缘故。一些羧酸的物理常数和pKa值见表16-2。

表16-2 一些羧酸的物理常数和pKa

名称	构造式	熔点/℃	沸点/℃	溶解度 g·（100g水)-1	PKa （25℃)pKa1 ,pKa2
甲酸	HCOOH	8.4	100.5	∞	3.77
乙酸	CH3COOH	16.6	118	∞	4.76
丙酸	CH3CH2COOH	-22	141	∞	4.88
正丁酸	CH3CH2CH2COOH	-4.7	162.5	∞	4.82
正戊酸	CH3(CH2)3COOH	-35	187	3.7	4.81
正己酸	CH3(CH2)4COOH	-1.5	205	0.4	4.84
正庚酸	CH3(CH2)5COOH	-11	223.5	0.24	4.89
正辛酸	CH3(CH2)6COOH	16.5	237	0.25	4.85
壬酸	CH3(CH2)7COOH	12.5	254		4.96
癸酸	CH3(CH2)8COOH	31.5	268
软脂酸	CH3(CH2)14COOH	62.9	26(13Pa)
硬脂酸	CH3(CH2)10COOH	69.6	28713Pa)
丙烯酸	CH2=CHCOOH	13	141		4.26
乙二酸	HOOC-COOH	189		8.6	1.46 4.40
己二酸	HOOC(CH2)4COOH	151	276	1.5	4.43 5.52
顺丁烯二酸		131		易溶	1.92 6.59
反丁烯二酸		287		0.7	3.03 4.54
苯甲酸	C6H5COOH	122	249	0.34	4.19
苯乙酸	C6H5CH2COOH	78	265	1.66	4.28
萘乙酸		131		0.04

　　三、羧酸的化学性质

　　羧酸是由羧基和烃基组成的，羧基包括羰基和羟基两个部分，因而不同程度地反映了羰基和羟基的某些性质。但羧基的性质并非两个基团的简单加和，由于羰基和羟基的相互影响表现出许多新的性质。

　　用物理方法测定甲酸中C=O键长为0.1245nm，比普通羰基的键长（0.122nm)略长一点；C-OH键中的碳氧键长为0.131nm，比醇中的键长（0.143nm)短得多。这表明羧酸中羰基与羟基间发生了相互影响。

　　在羧酸分子中，羰基碳原子的三个sp2杂化轨道一个与氧成键，一个与羟基氧成键，另一个与氢或烃基成键，这三个轨道在一个平面上，键角约120°；碳原子上的一个未参与杂化的p轨道与氧原子的p轨道构成了π键。但羧基中-OH氧上有一对未共用的电子，可与π键形成p-π共轭体系。

　　这样一来，一方面使原子团失去了典型的羰基性质，另一方面-OH氧原子的电子云向羰基移动，氧的电子云密度降低，有利于氢的离解，故羧酸的酸性强于醇。

　　经X射对甲酸根离子的测定表明，它的两个碳氧键的键长都是0.127 nm 。这说明氢以质子形式脱离羧基后，p-π共轭作用更完全，发生了键的平均化。这样，-COO－上的负电荷不再集中于一个氧原子,而是平均分配在两个氧上,所以羧酸根离子更稳定.

根据羧酸的构造,它可以发生如下反应。

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