Savak és bázisok

A savak és bázisok Lewis-definíciói

1923-ban GN Lewis a H + és az OH- ionok közötti terápia másik módját javasolta . A Brnsted-modellben az OH-ion az aktív faj, ebben a reakcióban elfogad egy H + -iont kovalens kötés kialakításához. A Lewis-modellben a H + ion az aktív faj, amely elfogadja az OH-ion elektronpárját az acovalens kötés kialakításához.

A Lewis-ban sav-bázis reakciók elmélete szerint a bázisok elektronpárokat adományoznak, a savak pedig elfogadják az elektronpárokat. A Lewis acidis minden olyan anyag, mint például a H + -ion, amely képes elfogadni egy pár nem kötődő elektronot. Más szavakkal, az aLewis-sav egy elektronpár-akceptor. A Lewis minden olyan anyagot megalapoz, mint például az OH-ion, amely donatea párosíthatja a nem kötődő elektronokat. A Lewis-bázis tehát elektron-pairdonor.

A Lewis-elmélet egyik előnye, hogy kiegészíti az oxidációs-redukciós reakciók modelljét. Az oxidációs-redukciós reakciók az elektronok egyik atomról a másikra történő átvitelét jelentik, az egyik vagy a moreatom oxidációs számának nettó változásával.

A Lewis-elmélet azt sugallja, hogy a savak bázisokkal reagálnak a sharea elektronpárra, az atomok oxidációs száma nem változik. Számos kémiai reakció sorolható ezen osztályok egyikébe vagy másikába. Vagy az elektronok átkerülnek az oneatomról a másikra, vagy az atomok összeérnek, hogy megosszanak egy pár elektronot.

A Lewis-elmélet legfőbb előnye, hogy kibővíti a savak számát, ezért a sav-bázisreakciók számát . A Lewis-elméletben sav minden olyan ion vagy molekula, amely képes elfogadni egy pár nem kötő vegyértékű elektronot. Az előző részben arra a következtetésre jutottunk, hogy az Al3 + ionok hat vízmolekulához kötődve komplex iont kapnak.

Al3 + (aq) + 6 H2O (l) Al (H2O) 63 + (aq)

Ez egy példa a Lewis-sav-bázis reakcióra. A víz Lewisstruktúrája azt sugallja, hogy ennek a molekulának nem kötő párja van a vegyérték elektronokkal, ezért Lewis bázisként működhet. Az Al3 + ion elektronkonfigurációja azt sugallja, hogy ennek az ionnak üres 3s, 3p és 3dorbitaljai vannak, amelyek felhasználhatók nem kötődő elektronpárok tartására a szomszédos vízmolekulák által.

Al3 + = 3s0 3p03d0

Így az Al (H2O) 63+ ion akkor alakul ki, amikor egy Lewis-savként működő Al3 + ion felvesz hat szomszédos elektronpárt. a Lewis-bázisokat aktiváló vízmolekulák sav-bázis komplexet vagy arcszínt eredményeznek.

A Lewis sav-bázis terápia megmagyarázza, miért reagál a BF3 az ammóniával. A BF3 egy trigonális-sík molekula, mivel az elektronok csak három helyen találhatók meg a bóratom thevalence héjában. Ennek eredményeként a bóratom sp2hibridizálódik, ami egy üres 2pzorbitált hagy a bóratomon. A BF3 tehát anelektronpár-akceptorként vagy Lewis-savként működhet. Az üres 2pzorbital segítségével felkaphat egy nem kötődő elektronpárt egy Lewisbase-ből, hogy kovalens kötést alkosson. A BF3 ezért reagál a Lewis-bázisokkal, például az NH3-mal, sav-bázis komplexeket képezve, amelyekben az összes atom tele van héjértékű elektron héjjal, amint az az alábbi ábrán látható.

A Lewis-sav-bázis elmélet arra is felhasználható, hogy megmagyarázzák a whinonmetal-oxidokat, például a vízben oldódó CO2-t savanyúvá, például szénsavként H2CO3.

CO2 (g) + H2O (l) H2CO3 (aq)

A reakció során A vízmolekula anelektronpár donorként vagy Lewis bázisként működik. Az elektronpár-akceptor a szénatomot CO2-ban tartalmazza. Amikor a szénatom felvesz egy elektronpárt a vízmolekulából, már nincs szüksége kettős kötések kialakítására a többi oxigénatommal, amint az az alábbi ábrán látható.

A közbenső oxigénatomok egyike akkor képződik, amikor vizet adunk a CO2-hoz, pozitív töltést hordoz; egy másik negatív töltést hordoz. Miután egy H + ion átkerült ezen oxigénatomok egyikéből a másikba, a vegyület összes oxigénatomja elektromosan semleges. A CO2 és a víz közötti reakció nettó eredménye tehát a szénsav, H2CO3.