Chimie fără limite
Moleculele acidului și bazei Lewis
Bazele Lewis sunt donatori de perechi de electroni, în timp ce acizii Lewis sunt acceptori de perechi de electroni.
Obiective de învățare
Recunoașteți acizii și bazele Lewis în reacțiile chimice.
Puncte cheie
Puncte cheie
- Un acid Lewis este un acceptor de perechi de electroni; o bază Lewis este un donator de perechi de electroni.
- Unele molecule pot acționa fie ca acizi Lewis, fie ca baze Lewis; diferența este specifică contextului și variază în funcție de reacție.
- Acizii și bazele Lewis duc la formarea unui aduct mai degrabă decât a unei simple reacții de deplasare, la fel ca în cazul acizilor și bazelor clasice. Un exemplu este HCI vs H +: HCl este un acid clasic, dar nu un acid Lewis; H + este un acid Lewis când formează un aduct cu o bază Lewis.
Termeni cheie
- legătură covalentă: o legătură chimică în care sunt conectați doi atomi între ele prin împărtășirea a doi sau mai mulți electroni
- nucleofil: literalmente „iubitor de nuclee”, bazele Lewis sunt adesea denumite astfel deoarece încearcă să-și doneze perechile de electroni speciilor sărace în electroni, cum ar fi H +
Un acid Lewis este definit ca un acceptor de perechi de electroni, în timp ce o bază Lewis este un donator de perechi de electroni. Conform acestei definiții, nu este necesar să definim un acid ca un compus care este capabil să doneze un proton, deoarece în definiția lui Lewis, H + în sine este acidul Lewis; acest lucru se datorează faptului că, fără electroni, H + poate accepta o pereche de electroni.
Prin urmare, o bază Lewis este orice specie care donează o pereche de electroni unui acid Lewis. Reacția de „neutralizare” este una în care se formează o legătură covalentă între o specie bogată în electroni (baza Lewis) și o specie săracă în electroni ( Acid Lewis). Din acest motiv, bazele Lewis sunt adesea denumite nucleofili (literalmente, „iubitori de nuclee”), iar acizii Lewis sunt uneori numiți electrofili („iubitori de electroni”). Această definiție este utilă pentru că nu numai că acoperă toată chimia acid-bazică cu care suntem deja familiarizați, ci descrie reacții care nu pot fi modelate de chimia Arrhenius sau Bronsted-Lowry acid-bază. Cu toate acestea, deocamdată vom lua în considerare modul în care definiția Lewis se aplică neutralizării clasice acido-bazice.
Aplicarea definiției Lewis la chimia clasică acido-bazică
Luați în considerare reacția familiară a NaOH și HCl:
\ text {NaOH} (\ text {aq}) + \ text {HCl} (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {NaCl} (\ text {aq}) + \ text {H} _2 \ text {O} (\ text {l})
Am descris anterior aceasta ca o reacție de neutralizare acid-bazică în care se formează apă și o sare. Acest lucru este încă complet corect, dar definiția lui Lewis descrie chimia dintr-o perspectivă ușor diferită. Când se iau în considerare acizii și bazele Lewis, singura reacție reală de interes este reacția ionică netă:
\ text {OH} ^ – (\ text {aq}) + \ text {H} ^ + (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {H} _2 \ text {O} (\ text {l})
Conform definiției Lewis, hidroxidul acționează ca baza Lewis, donându-și perechea de electroni către H + . Astfel, în această versiune a reacției de neutralizare, ceea ce ne interesează nu este sarea care se formează, ci legătura covalentă care se formează între OH– și H + pentru a forma apă. Un semn distinctiv semnificativ pentru reacțiile acid-bazice Lewis este formarea unei astfel de legături covalente între cele două specii care reacționează. Produsul final al reacției este cunoscut sub numele de aduct, deoarece se formează de la adăugarea bazei Lewis la acidul Lewis.
Acizii și bazele Lewis: Acizii Lewis (BF3, sus și H +, jos) reacționează cu bazele Lewis (F–, sus, NH3, jos) pentru a forma produse cunoscute sub numele de aducte. Rețineți că prima reacție nu poate fi descrisă de chimia acid-bază Arrhenius sau Bronsted-Lowry.
Dincolo de chimia acid-bazică clasică
Prin tratarea acidului -reacții de bază în termeni de perechi de electroni în loc de substanțe specifice, definiția Lewis se poate aplica reacțiilor care nu intră sub alte definiții ale reacțiilor acido-bazice. De exemplu, un cation de argint se comportă ca un acid Lewis în raport cu amoniacul, care se comportă ca o bază Lewis, în următoarea reacție:
\ text {Ag} ^ + (\ text {aq}) + 2 \; \ text {NH} _3 \ rightarrow ^ +
Această reacție are ca rezultat formarea diamminesilver (I), un ion complex; este perfect descris de chimia acid-bazică a lui Lewis, dar este neclasificabil conform definițiilor tradiționale Arrhenius și Bronsted-Lowry.
Aplicarea la chimia organică
În chimia organică, este util pentru a înțelege că nucleofilii sunt baze Lewis și electrofilii sunt acizi Lewis. Aproape toate reacțiile din chimia organică pot fi considerate procese acid-bazice Lewis.
Ce sunt acizii și bazele ?: Această lecție continuă să descrie acizii și bazele conform definiției lor.Mai întâi ne uităm la teoria Bronsted-Lowry și apoi descriem acizii și bazele lui Lewis în conformitate cu teoria lui Lewis.