Co je to Lewisova kyselina?

Termín Lewisova kyselina je pojmenován po americkém chemikovi Gilbertovi N. Lewisovi.Časní chemici rozpoznali kyselinu jako látku s kyselou chutí, která reaguje s některými kovy a neutralizuje základny nebo alkaliky a produkuje sůl.Od konce 19. století však byly učiněny pokusy o definování kyselin a bází přísnějším způsobem a takové, které vysvětluje, co se ve skutečnosti děje v reakci na bázi kyseliny.Lewis's je nejširší definice.

V roce 1883 švédský chemik Svante Arrhenius definoval kyselinu jako látku, která tvoří ionty vodíku (H +) ve vodném roztoku a základnu jako látku, která tvoří hydroxid (oh -) ionty.H + ionty mdash;které jsou jednoduše protony mdash;jsou příliš reaktivní na to, aby existovaly ve vodném roztoku, a spojují se s molekulami vody za vzniku iontů hydronia (H 3 +).Definice Arrhenius se ukázala jako velmi užitečná a pokrývá většinu sloučenin běžně považovaných za kyseliny.Například kyselina chlorovodíková, roztok chloridu plynu ve vodě, poskytuje ionty H + , které vytvářejí hydroniové ionty v roztoku: HCl + H 2 O Rarr;H 3 o + + cl -.Tato definice zůstala standardem až do 20. století a je dnes často používána.Příkladem je reakce kyseliny chlorovodíkové s hydroxidem sodným (NAOH) na výrobu chloridu sodného a vody (H 2

o): H

3 O + Cl -+Na + OH - Rarr;;Na + cl - + h 2 o.Zde se ionty H + poskytované kyselinou chlorovodící kombinovaly s ionty OH - poskytované hydroxidem sodným za vzniku vody, zatímco ionty Na + a Cl - se spojily pro produkci soli, v in vv souladu s Arheniovou teorií;Podobné reakce však mohou nastat mezi sloučeninami, které neodpovídají arrheniovým definicím kyselin a bází.Například plynný chlorid vodíku může reagovat s plynným amoniakem za vzniku chloridu amonia: HC1 + NH 3 RARR;Nh 4 + cl -.Dvě sloučeniny se spojily za vzniku soli, ale protože nejsou v roztoku, neexistují žádné přítomné ionty H + nebo OH -, takže reaktanty se nekvalifikují jako kyselina a základna podle arrhenius. V roce 1923 dva chemici mdash;Johaness Bronsted a Thomas Lowry Mdash;nezávisle přišla s novou definicí.Navrhli, že kyselina byla dárcem protonů a základnou protonů.Při reakci na bázi kyseliny poskytuje kyselina proton nebo h +

ion na základnu;Ani jeden reaktant však nemusí být v roztoku, s h

+ nebo oh - ionty ve skutečnosti přítomné před reakcí.Tato definice zahrnuje všechny arrheniové kyseliny a základy, ale také vysvětluje kombinaci plynného chloridu vodíku a amoniaku jako reakce na bázi kyseliny: kovalentní chlorovodový chlorid poskytl pro amoniak proton za vzniku amonia (NH 4 +) ion, který tvoří iontovou sloučeninu s ionty Cl -.Podle této definice zahrnuje reakce na bázi kyseliny reaktanty tvořící koordinátovou vazbu mdash;kovalentní vazba, kde oba sdílené elektrony pocházejí ze stejného atomu mdash;s elektrony přicházejícími ze základny.Ve výše popsané reakci HC1-NAOH je iont H + poskytovaný HCl přijímá elektronový pár z iontů OH -

, který poskytl NaOH za vzniku vody.je sloučenina, která má pro lepení k dispozici dvojici elektronů.Struktura kyseliny Lewisovy je taková, žen Dosáhněte stabilní konfigurace vytvořením koordinované vazby s Lewisovou základnou.Základny nemusí obsahovat ionty hydroxidu nebo přijímat protony a Lewisova kyselina nemusí obsahovat vodík ani darovat protony.Definice Lewisovy kyseliny zahrnuje všechny arrhenius a bronsted-lowry kyseliny a také mnoho látek, které nesplňují kritéria Bronsted-Lowry nebo Arrhenius.

Dobrým příkladem takové látky je boronový trifluorid (bf 3 ).V této sloučenině vytvořil BORON, který obvykle má ve svém vnějším plášti tři elektrony, kovalentní vazby a sdílí pár elektronů s každým ze tří atomů fluoru.Přestože je sloučenina stabilní, má ve svém vnějším plášti prostor pro další dva elektrony.Může tedy tvořit koordinovací vazbu s dárcem elektronové páry mdash;Jinými slovy, například základna.

se třemi atomy vodíku.Kombinace borového trifluoridu a amoniaku je tedy následující: Bf 3 +: NH 3 RARR;Bf 3 : nh 3 mdash;„::“ představuje pár elektronů z amoniasového atomu amoniaku.Trifluorid BORON se tak chová jako lewisová kyselina a amoniak jako základna.