Mi az a Lewis sav?
A Lewis Acid kifejezést Gilbert N. Lewis amerikai vegyésznek nevezték el.A korai vegyészek savat olyan anyagként ismertek fel, amelynek savanyú íze van, amely bizonyos fémekkel reagál, és amely semlegesíti a bázist, vagy lúgos, sót termelve.A 19. század vége óta azonban kísérleteket tettek a savak és bázisok szigorúbb meghatározására, és amely megmagyarázza, mi történik valójában sav-bázis reakcióban.A Lewis's a legszélesebb definíció.) ionok.A h
+ionok mdash;amelyek egyszerűen protonok és mdash;túlságosan reaktívak ahhoz, hogy vizes oldatban létezjenek, és a vízmolekulákhoz társuljanak, hogy hidroniumot képezzenek (h 3 +) ionok.Arrhenius meghatározása nagyon hasznosnak bizonyult, és lefedi a legtöbb vegyületet, amelyet általában savaknak tekintnek.Például a sósav, a vízben lévő gáz -hidrogén -klorid oldatának H + -ionokat biztosít, amelyek hidronium -ionokat képeznek oldatban: HCl + H 2 O RARR;H 3 o + + Cl -.Ez a meghatározás továbbra is a 20. századig maradt, és ma is gyakran használják.Példa erre a sósav reakciója nátrium-hidroxiddal (NaOH) nátrium-klorid és víz előállítására (H 2 o): h 3 o + cl
-+na + - rarr;Na + Cl - + H 2 o.Itt a sósav által biztosított H + ionok kombinálódtak a nátrium-hidroxid által biztosított OH -ionokkal, hogy vizet termeljenek, míg a Na + és a Cl ionok kombinálódtak, hogy sót termeljenek, beállítva, be.Arrhenius elméletével összhangban;Ugyanakkor hasonló reakciók fordulhatnak elő olyan vegyületek között, amelyek nem felelnek meg a savak és bázisok arrhenius meghatározásának.Például a gáznemű hidrogén -klorid reagálhat gáznemű ammóniával, hogy a só -ammónium -kloridot képezze: HCl + NH 3 Rarr;NH 4 + Cl -.Két vegyület kombinálva sót képez, de mivel nincsenek oldatban, nincsenek H + vagy OH ionok, így a reagensek nem minősülnek savnak és alapnak az Arrhenius szerint.1923 -ban két vegyész és mdash;Johaness Bronsted és Thomas Lowry Mdash;önállóan új meghatározást találtak.Azt javasolták, hogy egy sav proton donor és alap egy proton -akceptor.Sav-bázis reakcióban a sav protont vagy h + iont biztosít az alaphoz;Ugyanakkor sem a reagensnek nem kell oldatban, H + vagy OH ionok ténylegesen a reakció előtt.Ez a meghatározás magában foglalja az összes arrhenius savat és bázist, de elmagyarázza a gáznemű hidrogén-klorid és ammónia kombinálását is sav-bázis reakcióként: a kovalens hidrogén-klorid protont adott az ammóniához, hogy ammóniumot képezzen (NH 4 +) ion, amely ionos vegyületet képez a Cl -ionnal.E meghatározás szerint a sav-bázis reakció magában foglalja a reagenseket, amelyek koordináta kötést alkotnak;Kovalens kötés, ahol mindkét megosztott elektron ugyanabból az atomból származik mdash;az elektronok az alapból származnak.A fent leírt HCl-NNOH reakcióban a HCL által biztosított H
+ion elfogad egy elektronpárt az OH -ionból, amelyet a NaOH víz képződik.egy olyan vegyület, amelynek kötetlen elektronpárja van kapcsolt kötéshez.A Lewis savszerkezete olyan, hogy kb.n érje el a stabil konfigurációt azáltal, hogy koordinált kötést alakít ki egy Lewis bázissal.A bázisoknak nem kell tartalmazniuk hidroxid -ionokat, vagy elfogadniuk a protonokat, és a Lewis savnak nem kell tartalmaznia hidrogént vagy adományozást.A Lewis savmeghatározás magában foglalja az összes Arrhenius és a Bronsted-Lowry savat, valamint számos olyan anyagot, amelyek nem felelnek meg a bronsted-lowry vagy az arrhenius kritériumoknak.Ebben a vegyületben a bórnak, amelynek a külső héjában általában három elektron található, kovalens kötéseket képez, és egy elektronpárt oszt meg mind a három fluoratommal.Noha a vegyület stabil, van még két elektron a külső héjában.Ez így koordináta kötést képezhet egy elektronpár donorral és mdash;Más szavakkal, egy bázis.a három hidrogénatommal.A bór -trifluorid és az ammónia kombinációja tehát a következők: BF
3+: NH 3 Rarr;Bf
3: nh 3 mdash;A „:” az ammónia nitrogénatomjának elektronpárt képviseli.A bór -trifluorid tehát Lewis savként és ammóniaként viselkedik alapként.