Кислотно-основная концепция Льюиса

Кислотно-щелочная концепция Льюиса является определением терминов кислоты и основания , не зависящий от протонов в химическом смысле . Он был введен Гилбертом Ньютоном Льюисом в 1923 году .

Кислоты Льюиса

Кислота Льюиса является электрофильным акцептором электронных пар , поэтому она может добавлять электронные пары .

Кислоты Льюиса включают

  • Соединения с неполными или нестабильными электронными октетами, такие как: B (CH 3 ) 3 , B (OH) 3 , BF 3 , AlCl 3
  • Обобщение приведенного выше правила: соединения, в которых атом не имеет конфигурации благородного газа . Сюда входят ионы металлов, такие как B. Co 3+ , который в комплексах, таких как [Co (NH 3 ) 6 ] 3+, достигает электронной конфигурации криптона .
  • Все катионы металлов, которые могут встречаться в качестве центральных атомов в химических комплексах . Когда лиганды присоединяются , катион металла реагирует с ними, образуя комплекс. Это также включает ионы металлов, которые не имеют конфигурации благородного газа в своих комплексах, например Б. Cr 3+ .
  • Молекулы с поляризованными двойными связями, например Б. CO 2 , SO 3
  • Галогениды с «ненасыщенной координацией», например Б. SiCl 4 или PF 5

Базы Льюиса

Основание Льюиса, соответственно, является донором электронных пар, который может обеспечивать электронные пары.

Таким образом, основания Льюиса включают соединения с атомами, по крайней мере, с одной неподеленной парой электронов, которые могут образовывать одинарную связь, например. Б. аммиак , цианид , фторид и любые другие анионы , вода или монооксид углерода . Алкены также включены, поскольку их двойные связи (π-связи) довольно реактивны и могут действовать аналогично неподеленным парам электронов.

Основания Льюиса встречаются как типичные лиганды в комплексах металлов (см. Также комплексную химию ).

Применение концепции

Согласно этой концепции, ковалентные связи всегда образуются в кислотно-основной реакции . Продукт реакции кислоты Льюиса с основанием Льюиса может называться аддуктом кислота-основание Льюиса , координационным соединением или также как акцепторно-донорный комплекс .

В отличие от определения Бренстеда , которое использует кислотную константу или основную константу в качестве меры силы кислоты или основания , для кислот Льюиса и оснований Льюиса, в дополнение к количественной классификации как сильные и слабые , качественная классификация как жесткая и мягко ударяйте ( концепция HSAB , также известная как концепция Пирсона ). Спаривание двух твердых частиц приводит к образованию связи, которую с большей вероятностью можно классифицировать как ионную (сильную), спаривание двух мягких частиц - к образованию довольно ковалентной слабой связи. Энергетическое расстояние между самой высокой занятой молекулярной орбиталью ( HOMO ) и самой низкой незанятой молекулярной орбиталью ( LUMO ) может служить количественной мерой твердости . Различие между мягкими и твердыми видами облегчает, среди прочего, предсказания положения сложного образования или равновесия осадков.

В отличие от окислительно-восстановительных реакций , в которых также участвуют акцепторы и доноры электронов, в кислотно-основных реакциях Льюиса часто происходит только частичный перенос электронной пары с образованием ковалентной связи. ЧАС. что степень окисления реагентов обычно участвует не изменяется в ходе реакции. Однако более пристальный взгляд показывает, что степени окисления остаются неизменными только в том случае, если кислота Льюиса имеет более низкую электроотрицательность, чем основание Льюиса.

Смотри тоже

литература

  • У. Б. Дженсен: Кислотно-основные концепции Льюиса: обзор . Уайли, Нью-Йорк, 1980, ISBN 0471039020 .
  • Хисаши Ямамото: Реактивы кислоты Льюиса: практический подход . Oxford University Press, Нью-Йорк 1999, ISBN 0198500998 .

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ Гилберт Ньютон Льюис: Валентность и структура атомов и молекул . Chemical Catalog Comp., New York 1923 ( gbv.de [доступ 9 сентября 2017 г.]).
  2. ^ Раздел Базы Льюиса на сайте chemgapedia.de