Ano ang isang lewis acid?
Ang salitang Lewis acid ay pinangalanan sa American chemist na si Gilbert N. Lewis.Kinilala ng mga maagang chemists ang isang acid bilang isang sangkap na may maasim na lasa na gumanti sa ilang mga metal at na neutralisahin ang mga base, o alkalis, na gumagawa ng asin.Mula noong huling bahagi ng ika-19 na siglo, gayunpaman, ang mga pagtatangka ay ginawa upang tukuyin ang mga acid at base sa isang mas mahigpit na paraan, at isa na nagpapaliwanag kung ano ang tunay na nangyayari sa isang reaksyon ng acid-base.Ang Lewis's ay ang pinakamalawak na kahulugan.) ions.Ang H
+ions mdash;na kung saan ay simpleng proton mdash;ay masyadong reaktibo na umiiral sa isang may tubig na solusyon, at maiugnay sa mga molekula ng tubig upang mabuo ang mga ion ng Hydronium (H 3 O +).Ang kahulugan ni Arrhenius ay napatunayan na kapaki -pakinabang at sumasaklaw sa karamihan ng mga compound na karaniwang itinuturing na mga acid.Halimbawa, ang hydrochloric acid, isang solusyon ng gas hydrogen chloride sa tubig, ay nagbibigay ng h + ion na bumubuo ng mga hydronium ion sa solusyon: HCl + H 2 O rarr;H 3 O + + Cl -.Ang kahulugan na ito ay nanatiling pamantayan hanggang sa maayos sa ika -20 siglo at madalas na ginagamit ngayon.Ang isang halimbawa ay ang reaksyon ng hydrochloric acid na may sodium hydroxide (NaOH) upang makabuo ng sodium chloride at tubig (H 2 O): h 3 o + cl
-+na + oh - rarr;Na + Cl - + h 2 o.Dito, ang mga h + mga ion na ibinigay ng hydrochloric acid ay pinagsama sa OH - at cl - ion ay pinagsama upang makabuo ng asin, saAlinsunod sa teorya ni Arrhenius;Gayunpaman, ang mga katulad na reaksyon ay maaaring mangyari sa pagitan ng mga compound na hindi umaangkop sa mga kahulugan ng Arrhenius ng mga acid at base.Halimbawa, ang gas na hydrogen chloride ay maaaring umepekto sa gas na ammonia upang mabuo ang asin ammonium klorido: HCl + NH 3 rarr;NH 4 + Cl -.Ang dalawang compound ay pinagsama upang makabuo ng isang asin, ngunit dahil wala silang solusyon, walang H + o oh -
Noong 1923, dalawang Chemists Mdash;Johaness Bronsted at Thomas Lowry Mdash;Malaya na dumating sa isang bagong kahulugan.Iminungkahi nila na ang isang acid ay isang donor ng proton at isang base na isang tumatanggap ng proton.Sa isang reaksyon ng acid-base, ang acid ay nagbibigay ng isang proton, o h + ion, sa base;Gayunpaman, ang alinman sa reaksyon ay kailangang maging solusyon, na may h
+o oh - Kasama sa kahulugan na ito ang lahat ng mga arrhenius acid at base, ngunit ipinapaliwanag din ang pagsasama ng gas na hydrogen chloride at ammonia bilang isang reaksyon ng base-base: ang covalent hydrogen chloride ay nagbigay ng isang proton sa ammonia upang makabuo ng isang ammonium (NH 4 +) ion, na bumubuo ng isang ionic compound kasama ang cl - ion.Sa pamamagitan ng kahulugan na ito, ang isang reaksyon ng acid-base ay nagsasangkot sa mga reaksyon na bumubuo ng isang co-ordinate bond mdash;isang covalent bond kung saan ang parehong ibinahaging mga electron ay nagmula sa parehong atom mdash;kasama ang mga electron na nagmula sa base.Sa reaksyon ng HCl-NAOH na inilarawan sa itaas, ang H + ion na ibinigay ng HCl ay tumatanggap ng isang pares ng elektron mula sa OH - ion na ibinigay ng NaOH upang makabuo ng tubig. Ayon sa teoryang ito, samakatuwid, isang base ng Lewisay isang compound na may isang walang batayang pares ng elektron na magagamit para sa bonding.Ang istraktura ng lewis acid ay tulad nito can makamit ang isang matatag na pagsasaayos sa pamamagitan ng pagbuo ng isang co-ordinate bond na may isang base ng Lewis.Ang mga base ay hindi dapat maglaman ng mga hydroxide ion o tumanggap ng mga proton, at ang isang Lewis acid ay hindi kailangang maglaman ng hydrogen o mag -donate ng mga proton.Ang kahulugan ng Lewis acid ay kasama ang lahat ng mga arrhenius at bronsted-lowry acid at maraming mga sangkap na hindi nakakatugon sa pamantayan ng bronsted-lowry o arrhenius.Sa tambalang ito, ang Boron, na karaniwang may tatlong mga electron sa panlabas na shell nito, ay nabuo ang mga covalent bond, na nagbabahagi ng isang pares ng elektron sa bawat isa sa tatlong mga fluorine atoms.Bagaman matatag ang tambalan, mayroon itong silid para sa dalawang higit pang mga electron sa panlabas na shell nito.Sa gayon maaari itong bumuo ng isang co-ordinate bond na may isang electron pares donor mdash;Sa madaling salita, ang isang base.kasama ang tatlong mga hydrogen atoms.Ang kumbinasyon ng boron trifluoride at ammonia ay sa gayon ay sumusunod: BF
3+: NH 3 rarr;Bf
3: nh 3 mdash;Ang ":" ay kumakatawan sa pares ng elektron mula sa nitrogen atom ng ammonia.Ang Boron trifluoride ay sa gayon ay kumikilos bilang isang Lewis acid at ammonia bilang isang base.