ლუისის მჟავა-ტუტოვანი რეაქციის დროს, მჟავა იღებს ელექტრონებს, ხოლო ფუძე ელექტრონებს. მჟავებისა და ბაზების ეს ხედვა ქიმიკოსებს საშუალებას აძლევს უკეთ გაიგონ ნივთიერებების ქცევა, რომლებიც არ ჯდება მჟავებისა და ბაზების კლასიკურ ხედვაში. ტრადიციულად, მჟავები არის მასალები, რომლებიც ქმნიან წყალბადის იონებს (H+) წყლის ხსნარში, ხოლო ბაზები ქმნიან ჰიდროქსიდის იონებს (OH). უფრო განზოგადებული მოსაზრებაა, რომ მჟავები აჩუქებენ პროტონებს, H+ იონი, ხოლო ბაზები პროტონებს იღებენ. ლუისის განმარტება უფრო ფართოა, ვიდრე ეს ახსნა იმით, რომ იგი ეხება შემთხვევებს, როდესაც არ არის წყალბადის იონი. ასეთი მოდელი მნიშვნელოვანია ბიოლოგიურ რეაქციებში, მაგალითად რკინისა და ჰემოგლობინის შემცველობაში, სადაც პროტონი არ გადადის. ამ რეაქციების აღწერა შესაძლებელია ლუის მჟავა-ტუტოვანი რეაქციის განმარტებების გამოყენებით.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
ლუისის მჟავა-ტუტოვანი რეაქცია მოიცავს ელექტრონების ფუძიდან მჟავას გადატანას, რის შედეგადაც ხდება ახალი კოვალენტური კავშირი. ლუისის მეთოდი მჟავებსა და ბაზებს, როგორც ელექტრონების მიმღებებსა და დონორებს, უფრო ფართოა, ვიდრე ტრადიციული წყალბადის იონი ან პროტონზე დაფუძნებული მეთოდი და სასარგებლოა იმ რეაქციების აღსაწერად, რომელშიც არ არის პროტონი გადაცემა.
ტრადიციული მჟავა-ფუძის რეაქციების ლუისის აღწერა
რეაქციებისათვის, რომლებიც საერთო მჟავებსა და ბაზებს მოიცავს, რეაქციის შესახებ ლუისის ხედვა განსხვავდება არენიუსის და ბრონსტედ-ლოურის ტრადიციული აღწერილობისგან, მაგრამ შედეგები იდენტურია. მაგალითად, როდესაც მარილმჟავა (HCl) რეაგირებს ბაზის ნატრიუმის ჰიდროქსიდთან (NaOH), ორივე დისციცირდება წყალში და ქმნის H+, კლ-, ნა+ და ოჰ- იონები. ჰ+ და ოჰ- მჟავებისა და ბაზების იონები ყოველთვის გაერთიანდებიან და წარმოქმნიან H2O, და ამ შემთხვევაში, ნატრიუმის და ქლორის იონები ქმნიან ნატრიუმის ქლორიდს ან საერთო სუფრის მარილს, რომელიც რჩება ხსნარში.
მჟავა-ტუტოვანი რეაქციების გადახედვის კიდევ ერთი გზაა ის, რომ მჟავა ყოველთვის უზრუნველყოფს პროტონს წყალბადის იონი, ხოლო ფუძე ყოველთვის იღებს პროტონს ჰიდროქსიდის იონის საშუალებით, ეს ორი ერთმანეთს აერთიანებს ქმნიან წყალს. ამიტომ, მჟავა არის ნებისმიერი ნივთიერება, რომელიც წარმოადგენს პროტონის დონორს, ხოლო ფუძე არის ნებისმიერი ნივთიერება, რომელიც იღებს პროტონს.
რეაქციის შესახებ ლუისის ხედვა ფოკუსირებულია ელექტრონებზე. HCl იონებად დაშლისას წყალბადის იონი კარგავს ელექტრონს ქლორის იონთან. როდესაც NaOH დისოცირდება, ჰიდროქსიდის იონი იძენს ელექტრონს ნატრიუმის იონისგან. ჰიდროქსიდის იონი შედგება ჟანგბადის ატომისგან, რომლის გარე ელექტრონულ გარსში ექვსი ელექტრონია და წყალბადის ატომი ერთი ელექტრონით. მას აქვს დამატებითი ჰიდროქსიდის იონის ელექტრონი, სულ რვა ელექტრონისთვის, რომლებიც ხელმისაწვდომია ქიმიური შეერთებისთვის. ორი მათგანი წყალბადის ატომთან არის გაყოფილი კოვალენტურ კავშირში, ხოლო დანარჩენი ექვსი შეუერთებელი წყვილია. ლუისის თვალსაზრისით, ჰიდროქსიდის იონი ელექტრონულ წყვილს აჩუქებს წყალბადის იონს, მეორე კოვალენტური ბმის შესაქმნელად, წყლის მოლეკულის წარმოქმნით. ლუის მჟავა-ტუტოვანი რეაქციებისათვის მჟავა არის ნებისმიერი ნივთიერება, რომელიც იღებს ელექტრონებს, ხოლო ფუძე ელექტრონებს აბარებს.
არაპროტონული ლუისის მჟავას ბაზაზე რეაქციები
მჟავებისა და ფუძეების Lewis ელექტრონზე დაფუძნებული განმარტება ფართოა და იძლევა იმ რეაქციების აღწერის საშუალებას, რომელშიც პროტონი არ არის. მაგალითად, ბორის ტრიფტორიდი (BF)3) და ამიაკი (NH3), რეაგირებენ ამიაკი-ბორის ტრიფტორიდის წარმოქმნაზე, [B (NH3) ვ3]. ბორის ტრიფტორი არის ლუისის მჟავა, რომელიც იღებს ელექტრონულ წყვილს ამიაკისგან, ლუისის ფუძეს. ამიაკს აქვს არაკავშირული ელექტრონული წყვილი, რომელსაც ის აჩუქებს და ბორის ატომი იღებს კოვალენტური ბმის წარმოქმნას.
ლუისის მჟავა-ტუტოვანი სხვა რეაქციები მოიცავს რკინის, მაგნიუმის და თუთიის ლითონის იონებს, რომლებიც მნიშვნელოვანია მრავალი ბიოლოგიური ქიმიური რეაქციის დროს. ასეთი რეაქციები არ შეიცავს პროტონის გადაცემას, მაგრამ შეიძლება აღწერილი იყოს როგორც მჟავა-ტუტოვანი რეაქციები, ლუისის განმარტებების გამოყენებით.