一般来说,碳酸的热稳定性比碳酸氢盐小,碳酸氢盐的热稳定性比相应的碳酸盐小。不同阳离子的碳酸盐或酸式碳酸盐的热稳定性也不同。例如碳酸水溶液稍微加热就分解,碳酸氢钠在150度左右分解,而碳酸钠加热至850度以上才分解成氧化钠和二氧化碳。
以上各类物质的热稳定性规律可以用阳离子对碳酸根离子的反极化作用来解释。CO32-离子为一等边三角形,碳原子在中间,键角∠O—C—O为120°。在无外电场的情况下,三个氧原子被正四价的碳极化,形成偶极。当阳离子靠近某一个氧原子时,阳离子产生的外加电场使这个氧原子产生的诱导偶极方向恰好与这个氧原子原有的偶极方向相反,这个作用叫做反极化。反极化作用使这个氧原子与碳原子之间的键被削弱,甚至使CO22-离子完全分解为CO2和O2-。阳离子的极化作用越大,碳酸盐就越容易分解。
半径小,电荷大的阳离子对碳酸根的极化作用大。H+离子的半径很小,正电荷密度大,极化作用强。所似,含2个H+离子的碳酸最不稳定,其次是含1个H+离子的酸式碳酸盐,而不含H+的碳酸盐则相对较为稳定。
在碳酸盐中,不同阳离子对CO32-的极化作用不同,热稳定性也不相同。例如碱金属的碳酸盐中,Li2CO3因Li+离子半径小,极化作用强而较易热分解。Na2CO3和K2CO3都因Na+离子和K+离子为半径较大,电荷较少的稀有气体型离子,对CO32-离子的极化作用较小而有较高的热稳定性。
碱土金属的碳酸盐,随金属离子半径增大,对CO32-离子极化作用减小而热稳定性升高
