Boundless Chemistry (Čeština)
Lewisovy kyseliny a molekuly bází
Lewisovy báze jsou donory elektronových párů, zatímco Lewisovy kyseliny jsou akceptory elektronových párů.
Cíle učení
Rozpoznat Lewisovy kyseliny a zásady v chemických reakcích.
Klíčové výhody
Klíčové body
- Lewisova kyselina je akceptor párů elektronů; Lewisova báze je donor elektronových párů.
- Některé molekuly mohou působit jako Lewisovy kyseliny nebo Lewisovy báze; rozdíl je kontextově specifický a liší se v závislosti na reakci.
- Lewisovy kyseliny a zásady vedou spíše k tvorbě aduktu než k prosté vytěsňovací reakci, jako u klasických kyselin a zásad. Příkladem je HCl vs H +: HCl je klasická kyselina, ale ne Lewisova kyselina; H + je Lewisova kyselina, když tvoří adukt s Lewisovou bází.
Klíčové pojmy
- kovalentní vazba: chemická vazba, ve které jsou spojeny dva atomy navzájem sdílením dvou nebo více elektronů
- nukleofilů: doslovně „milovník jader“, Lewisovy báze se často označují jako tyto, protože se snaží darovat své elektronové páry druhům chudým na elektrony, jako je H +
Lewisova kyselina je definována jako akceptor elektronových párů, zatímco Lewisova báze je donor elektronových párů. Podle této definice nemusíme definovat kyselinu jako sloučenina, která je schopna darovat proton, protože podle Lewisovy definice je H + samotná Lewisova kyselina; je to proto, že bez elektronů může H + přijmout elektronový pár.
Proto Lewisova báze je jakýkoli druh, který daruje pár elektronů Lewisově kyselině. „Neutralizační“ reakce je reakce, při které se vytvoří kovalentní vazba mezi druhy bohatými na elektrony (Lewisova báze) a druhy chudými na elektrony ( Lewisova kyselina). Z tohoto důvodu jsou Lewisovy báze často označovány jako nukleofily (doslovně „milovníci jader“) a Lewisovým kyselinám se někdy říká elektrofily („milovníci elektronů“). Tato definice je užitečná, protože zahrnuje nejen veškerou acidobazickou chemii, kterou již známe, ale popisuje reakce, které nelze modelovat Arrheniovou nebo Bronsted-Lowryho acidobazickou chemií. Prozatím však zvážíme, jak se Lewisova definice vztahuje na klasickou acidobazickou neutralizaci.
Aplikování Lewisovy definice na chemii klasických kyselin-bází
Zvažte známou reakci NaOH a HCl:
\ text {NaOH} (\ text {aq}) + \ text {HCl} (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {NaCl} (\ text {aq}) + \ text {H} _2 \ text {O} (\ text {l})
Dříve jsme to popsali jako acidobazickou neutralizační reakci, při které se tvoří voda a sůl. To je stále úplně správné, ale Lewisova definice popisuje chemii z trochu jiné perspektivy. Když vezmeme v úvahu Lewisovy kyseliny a zásady, jedinou skutečnou zajímavou reakcí je čistá iontová reakce:
\ text {OH} ^ – (\ text {aq}) + \ text {H} ^ + (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {H} _2 \ text {O} (\ text {l})
Podle Lewisovy definice působí hydroxid jako Lewisova báze a daruje svůj elektronový pár H + . V této verzi neutralizační reakce nás tedy nezajímá sůl, která se tvoří, ale kovalentní vazba, která se tvoří mezi OH– a H + za vzniku vody. Významným znakem Lewisových acidobazických reakcí je tvorba takové kovalentní vazby mezi těmito dvěma reagujícími druhy. Konečný produkt reakce je známý jako adukt, protože vzniká adicí Lewisovy báze na Lewisovu kyselinu.
Lewisovy kyseliny a zásady: Lewisovy kyseliny (BF3, horní a H +, spodní) reagují s Lewisovými bázemi (F–, horní, NH3, spodní) za vzniku produktů známých jako adukty. Všimněte si, že první reakci nelze popsat Arrheniovou nebo Bronsted-Lowryho acidobazickou chemií.
Kromě klasické acidobazické chemie
Úpravou kyseliny -bázové reakce, pokud jde o elektronové páry místo konkrétních látek, může se Lewisova definice vztahovat na reakce, které nespadají pod jiné definice acidobazických reakcí. Například kationt stříbra se chová jako Lewisova kyselina s ohledem na amoniak, který se chová jako Lewisova báze, v následující reakci:
\ text {Ag} ^ + (\ text {aq}) + 2 \; \ text {NH} _3 \ rightarrow ^ +
Výsledkem této reakce je vznik komplexu diamminesilver (I), komplexního iontu; je dokonale popsán Lewisovou acidobazickou chemií, ale nelze jej zařadit podle tradičnějších definic Arrhenius a Bronsted-Lowry.
Aplikace na organickou chemii
V organické chemii je to užitečné pochopit, že nukleofily jsou Lewisovy báze a elektrofily jsou Lewisovy kyseliny. Téměř všechny reakce v organické chemii lze považovat za Lewisovy acidobazické procesy.
Co jsou to kyseliny a zásady ?: Tato lekce pokračuje v popisu kyselin a zásad podle jejich definice.Nejprve se podíváme na Bronsted-Lowryovu teorii a poté popíšeme Lewisovy kyseliny a zásady podle Lewisovy teorie.