מהי חומצה לואיס?

חומצות ובסיסים הם מונחים נפוצים בכימיה. אבל א חומצת לואיס זה משהו אחר. לתגובות מסוימות יש מאפיינים של תגובות חומצה-בסיסיות אך אינן תואמות את התיאוריה של הכימיה של חומצה-בסיס שהוצגה על ידי הכימאים ברונסטד ולורי.

במקום זאת, הכימאי G.N. לואיס הבין כי המושג הכללי של תגובות חומצה-בסיס יכול לכלול גם סוגים אחרים של תגובות, כולל תגובות העברת פרוטונים. המשך לקרוא כדי ללמוד עוד על מהן חומצות לואיס והאם מולקולות מסוימות הן חומצות לואיס או בסיסים.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

לואיס שוקל העברת אלקטרונים במקום העברת פרוטונים כדי להגדיר חומצות ובסיסים. חומצת לואיס מקבלת זוג אלקטרונים ואילו בסיס לואיס תורם זוג אלקטרונים. חומצה לואיס היא מקבלת אלקטרונים. זה בדרך כלל משהו חסר אלקטרונים או טעון חיובי.

לואיס עשה את הניסויים שלו בשנת 1923 באמצעות מימן (יון חיובי) והידרוקסיד, (OH^-, אניון). על פי התיאוריה של Brønsted, יון ההידרוקסיד מקבל פרוטון ליצירת קשר קוולנטי, וכתוצאה מכך מים, H₂0.

בתיאוריה של לואיס, ה יון מימן הוא המרכיב החשוב, מכיוון שהוא מקבל אלקטרונים מיון ההידרוקסיד ליצירת הקשר הקוולנטי.

על פי לואיס, חומצת לואיס היא מין כימי שיכול ליצור קשר קוולנטי על ידי קבלת זוג אלקטרונים ממין כימי אחר. ניתן להגדיר דברים רבים שאינם נחשבים חומצות כחומצות לואיס אם הם מסוגלים לקבל אלקטרונים. חומצות לואיס מתוארות לעתים קרובות כבעלות אורביטלים פנויים.

יש גם הגדרה של בסיס לואיס. בסיס לואיס הוא ההפך מכך שהוא מוגדר כמין שיכול ליצור קשר קוולנטי על ידי תרומת זוג אלקטרונים למין אחר.

קטיונים ממתכת כגון AL³⁺ ו- FE³⁺ הם חומצות לואיס. המטען החיובי של קטיון המתכת מושך אליו אלקטרונים.

א זרז חומצה לואיס הוא אחד שעובד כמו כל הזרזים. זרזים מעלים את קצב התגובה הכימית. זרז חומצת לואיס מגביר את תגובתיות המצע על ידי קבלת אלקטרונים אך אינו מעורב בתגובה עצמה.

חומצת לואיס מושכת אליה אלקטרונים ויש לה אורביטלים פנויים אליהם יכולים האלקטרונים הנמשכים להגיע. עם אלומיניום, ישנם בסך הכל 17 אלקטרונים ערכיים. מכיוון שיש לו סט אלקטרונים שלם, יש מקום לאלקטרון אחר. משמעות הדבר היא ALCl₃ היא חומצה של לואיס. AlCl₃ יכול לקבל אלקטרונים.

NH₃, או אמוניה, יש זוג אלקטרונים בודד. זה יכול לתרום אלקטרונים אלה למינים כימיים שיקבלו אלקטרונים. בגלל זה, NH₃ הוא בסיס לואיס.

כאשר NH₃ מנוטרל על ידי HCL במים, ה- NH₃ הוא תורם האלקטרונים ליון המימן. התוצאה היא NH₄.

המושגים לואיס וברונסטד-לורי מתארים דברים דומים, אך הם דרכים שונות להסתכל על תגובות כימיות. בעוד שההסבר Brønsted-Lowry הוא דרך קפדנית להגדרת כימיה בסיסית של חומצה, לואיס נתן לנו מבט נוסף על תגובות שניתן לתאר גם בכימיה דומה.