루이스 산 란?

Lewis Acid라는 용어는 미국 화학자 Gilbert N. Lewis의 이름을 따서 명명되었습니다.초기 화학자들은 산을 일부 금속과 반응하고 염기 또는 알칼리를 중화하여 소금을 생산하는 신맛이 나는 물질로 인식했습니다.그러나 19 세기 후반 이래로 산과 염기를보다 엄격한 방식으로 정의하려고 시도했으며 실제로 산-염기 반응에서 발생하는 일을 설명하는 시도가 이루어졌습니다.Lewis 's는 가장 광범위한 정의입니다. 1883 년에 스웨덴 화학자 Svante Arrhenius는 산을 수용액에서 수소 이온 (H

+

)을 형성하는 물질로 정의했으며 수산화물을 형성하는 물질로 정의했습니다 (OH

- .) 이온.h + 이온 mdash;단순히 양성자 mdash;수용액에 존재하기에는 너무 반응성이 높고, 수 분자와 관련하여 히드로 늄 (H 3 o +) 이온을 형성한다.Arrhenius의 정의는 매우 유용한 것으로 판명되었으며 일반적으로 산으로 간주되는 대부분의 화합물을 덮습니다.예를 들어, 물에 가스 수소 염화 수소의 용액 인 염산은 용액에서 하이드로 늄 이온을 형성하는 H + 이온을 제공합니다.h 3 o + + cl -.이 정의는 20 세기가 될 때까지 표준을 유지했으며 오늘날에도 여전히 자주 사용됩니다.예를 들어 염산 나트륨 (NaOH)과 염산 나트륨과 물 (H 2 o)을 생성하기위한 하이드로 클로르산의 반응 : h 3

o

+ cl -+na+ OH - rarr;na + cl - + h 2 o.여기서, 염산에 의해 제공되는 h++ 이온은 수산화 나트륨이 제공하는 OH - 이온과 결합하여 물을 생산하는 반면, Na + 및 cl - 이온은 소금을 생산하기 위해 결합되어있다.Arrhenius의 이론에 따라;그러나, 산과 염기의 Arrhenius 정의에 맞지 않는 화합물 사이에서 유사한 반응이 발생할 수 있습니다.예를 들어, 가상 수소화수소는 기체 암모니아와 반응하여 염화 염 암모늄을 형성 할 수있다 : HCl + NH 3 rarr;NH 4 + cl -.두 개의 화합물이 소금을 형성하기 위해 결합되었지만, 그것들은 용액에 있지 않기 때문에, H + 또는 OH- 이온이 존재하지 않으므로, 반응물은 Arrhenius에 따라 산과 염기로 자격이 없다.1923 년에 2 명의 화학자 mdash;Johaness Bronsted와 Thomas Lowry Mdash;독립적으로 새로운 정의를 생각해 냈습니다.그들은 산이 양성자 공여자이고 기저 A 양성자 수용체라고 제안했다.산-염기 반응에서, 산은 기초에 양성자 또는 H + 이온을 제공하고;그러나, 반응물은 반응 전에 실제로 존재하는 h+ 또는 OH -이온과 함께 용액에있을 필요가 없다.이 정의는 모든 Arrhenius 산 및 염기를 포함하지만 염화 수소와 암모니아의 결합을 산-염기 반응으로 설명합니다. 염화 공유 수소는 암모니아를 형성하기 위해 암모니아에 양성자를 제공했습니다 (NH 4 +

.) cl

- 이온을 갖는 이온 성 화합물을 형성하는 이온.이 정의에 의해, 산-염기 반응은 조정 된 결합을 형성하는 반응물을 포함한다.공유 전자가 동일한 원자 mdash에서 나오는 공유 결합;전자가 바닥에서 나오는 것.위에서 설명한 HCl-Naoh 반응에서, HCl에 의해 제공된 H+ 이온은 Naoh가 제공 한 OH - 이온의 전자 쌍을 물을 형성하기 위해 전자 쌍을 수용한다.결합에 사용할 수있는 미지의 전자 쌍이있는 화합물입니다.루이스 산 구조는 can 루이스베이스와 조정 된 결합을 형성함으로써 안정적인 구성을 달성한다.염기는 수산화 이온을 함유 할 필요가 없거나 양성자를 받아 들일 필요가 없으며 루이스 산은 수소 또는 기증 양성자를 함유 할 필요가 없습니다.Lewis Acid 정의에는 모든 Arrhenius 및 Bronsted-Lowry Acid와 Bronsted-Lowry 또는 Arrhenius 기준을 충족하지 않는 많은 물질이 포함되어 있습니다. 그러한 물질의 좋은 예는 붕소 트리 플루오 라이드 (Bf

3

)입니다.이 화합물에서, 일반적으로 외부 쉘에 3 개의 전자를 갖는 붕소는 공유 결합을 형성하여 3 개의 불소 원자 각각과 전자 쌍을 공유했다.화합물은 안정적이지만 외부 껍질에 2 개의 전자를위한 공간이 있습니다.따라서 전자 쌍의 공여자 mdash와의 조정 결합을 형성 할 수있다.다시 말해, 기본.

shell 껍질의 외부 껍질에있는 5 개의 전자 중 3 개가 공유 결합에있는 것처럼, 그것은 미개발 전자 쌍의 질소 원자를 갖는 암모니아 (nh 3 )와 결합 할 수 있습니다.3 개의 수소 원자로.붕소 트리 플루오 라이드와 암모니아의 조합은 다음과 같습니다.BF 3 : NH 3

mdash;“:”는 암모니아의 질소 원자에서 전자 쌍을 나타냅니다.붕소 트리 플루오 라이드는 루이스 산과 암모니아로 기본으로 행동하고 있습니다.