ルイス酸とは何ですか？

Lewis酸という用語は、アメリカの化学者ギルバートN.ルイスにちなんで命名されています。初期の化学者は、酸をいくつかの金属と反応し、塩基またはアルカリを中和し、塩を生成する酸味のある物質として認識しました。しかし、19世紀後半以来、酸と塩基をより厳密な方法で定義する試みがなされており、酸塩基反応で実際に何が起こるかを説明しています。ルイスは最も広い定義です。1883年、スウェーデンの化学者であるスヴァンテ・アレニウスは、水溶液で水素イオン（h

+

）を形成する物質として酸を定義し、水酸化物を形成する物質として定義しました。）イオン。h

+イオン＆mdash;これは単にプロトン＆mdashです。水溶液に存在するには反応性が高すぎて、水分子と関連して水素（h3o+）イオンを形成します。Arrheniusの定義は非常に有用であることが証明され、一般的に酸と見なされる化合物のほとんどをカバーしています。たとえば、水中の塩化ガスの溶液である塩酸酸は、溶液中に水素イオンを形成するH +イオンを提供します。h3o + + cl-。この定義は20世紀までの標準であり、今日でも頻繁に使用されています。例としては、塩酸ナトリウムと水を生成するための塩酸ナトリウムと水酸化ナトリウム（NaOH）の反応（h2O）：H3oo++cl

+na+;na

+cl- +h2o。ここでは、塩酸によって提供されるh+イオンは、水酸化ナトリウムによって提供されるOH - イオンと組み合わせて水を生成し、ナイア++とclイオンは組み合わせて塩を生成しました。Arrheniusの理論によれば。ただし、酸と塩基のアレニウスの定義に適合しない化合物間で同様の反応が発生する可能性があります。たとえば、気体塩化水素は気体アンモニアと反応して塩化塩を形成することができます。nh4+cl-。2つの化合物が塩を形成するために組み合わされていますが、それらは溶液中ではないため、h+またはohイオンは存在しません。1923年、2人の化学者＆mdash;Johaness BronstedとThomas Lowry＆Mdash;独立して新しい定義を思いつきました。彼らは、酸が陽子ドナーであり、ベースがプロトンアクセプターであることを示唆した。酸塩基反応では、酸は塩基にプロトン、またはh+イオンを提供します。ただし、どちらの反応物も溶液中である必要はなく、反応の前に実際にh+またはohイオンが存在する必要はありません。この定義にはすべてのアレニウス酸と塩基が含まれていますが、酸塩基反応としての塩化水素とアンモニアのガス酸水素の組み合わせも説明しています。塩化共有結合塩化水素はアンモニアにプロトンを提供してアンモニアを形成しました（NH4+）イオンは、clイオンとイオン化合物を形成します。この定義により、酸塩基反応は、反応物を形成する反応物を含む。両方の共有電子が同じ原子から来る共有結合＆mdash;ベースから電子が来る。上記のHCl – NAOH反応では、HClによって提供されるH+イオンは、NAOHによって提供されたOHイオンからの電子ペアを水を形成するために受け入れます。結合に使用できる骨なし電子ペアを持つ化合物です。ルイス酸構造は、それがCAになるようなものですnルイスベースと調整された結合を形成することにより、安定した構成を達成します。塩基には水酸化物イオンが含まれたり、陽子を受け入れたりする必要はなく、ルイス酸には水素が含まれたり、陽子を寄付したりする必要はありません。ルイス酸の定義には、すべてのArrheniusおよびbronsted-lowry酸、およびブロンステッドローリーまたはアレニウスの基準を満たさない多くの物質が含まれます。この化合物では、通常、外殻に3つの電子があるホウ素は、共有結合を形成し、3つのフッ素原子のそれぞれと電子ペアを共有しています。化合物は安定していますが、外側のシェルにさらに2つの電子のスペースがあります。したがって、それは電子ペアのドナー＆mdashとの座標結合を形成することができます。言い換えれば、ベース。たとえば、窒素の外側シェルの5つの電子のうち3つが共有結合にあるため、塩分のない電子ペアを持つ窒素原子を持つアンモニア（NH

3

）と組み合わせることができます。3つの水素原子で。したがって、トリフッ化ホウ素とアンモニアの組み合わせは次のとおりです。bf3「：」は、アンモニアの窒素原子からの電子ペアを表します。したがって、トリフッ化ホウ素はルイス酸とアンモニアとして塩基として振る舞っています。