Vykstant Lewiso rūgšties ir bazės reakcijai, rūgštis priima elektronus, o bazė - elektronus. Šis rūgščių ir bazių vaizdas leidžia chemikams geriau suprasti medžiagų, kurios neatitinka klasikinio rūgščių ir bazių požiūrio, elgesį. Tradiciškai rūgštys yra medžiagos, kurios sudaro vandenilio jonus (H+) vandens tirpale, o bazės sudaro hidroksido jonus (OH). Bendresnis požiūris yra tas, kad rūgštys dovanoja protonus H+ jonų, o bazės priima protonus. Lewiso apibrėžimas yra platesnis nei šis paaiškinimas, nes jis susijęs su atvejais, kai nėra vandenilio jonų. Toks modelis yra svarbus biologinėse reakcijose, tokiose kaip geležis ir hemoglobinas, kai protonas neperduodamas. Šias reakcijas galima apibūdinti naudojant Lewiso rūgšties ir bazės reakcijos apibrėžimus.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Lewiso rūgšties ir bazės reakcija apima elektronų perdavimą iš bazės į rūgštį, todėl susidaro naujas kovalentinis ryšys. „Lewis“ būdas į rūgštis ir bazes žiūrėti kaip į elektronų priėmėjus ir donorus yra platesnis nei tradicinis vandenilio jonu arba protonu pagrįstą metodą ir yra naudingas apibūdinant reakcijas, kuriose nėra protono perkėlimas.
Lewiso tradicinių rūgščių ir šarmų reakcijų aprašymas
Reakcijos, susijusios su įprastomis rūgštimis ir bazėmis, Lewiso reakcijos vaizdas skiriasi nuo tradicinių Arrhenius ir Bronsted-Lowry aprašymų, tačiau rezultatai yra identiški. Pavyzdžiui, kai druskos rūgštis (HCl) reaguoja su baziniu natrio hidroksidu (NaOH), abu disocijuojasi vandenyje ir sudaro H+, Cl-, Na+ ir OH- jonai. H+ ir OH- rūgščių ir bazių jonai visada susijungia ir sudaro H2O, o šiuo atveju natrio ir chloro jonai sudaro natrio chloridą arba paprastąją valgomąją druską, kuri lieka tirpale.
Kitas būdas pažvelgti į rūgščių ir šarmų reakcijas yra tas, kad rūgštis visada suteikia protoną - vandenilio jonas, o bazė visada priima protoną per hidroksido joną, abu jungiasi į formuoti vandenį. Todėl rūgštis yra bet kuri medžiaga, kuri yra protonų donoras, o bazė - bet kuri medžiaga, kuri priima protoną.
Lewiso reakcijos vaizdas sutelktas į elektronus. Kai HCl disocijuojasi į jonus, vandenilio jonas praranda chloro jonui elektroną. Kai NaOH disocijuoja, hidroksido jonas įgyja elektroną iš natrio jono. Hidroksido joną sudaro deguonies atomas, kurio išoriniame elektronų apvalkale yra šeši elektronai, ir vandenilio atomas su vienu elektronu. Jis turi papildomą hidroksido jonų elektroną iš viso aštuoniems elektronams, kuriuos galima jungti chemiškai. Du iš jų yra susieti su vandenilio atomu kovalentiniu ryšiu, o kiti šeši yra nesusietos poros. Lewiso nuomone, hidroksido jonas vandenilio jonui dovanoja elektronų porą, kad susidarytų antroji kovalentinė jungtis, sukurianti vandens molekulę. Vykdant Lewiso rūgšties ir bazės reakcijas, rūgštis yra bet kuri medžiaga, kuri priima elektronus, o bazė - elektronus.
Ne protonų Lewiso rūgščių ir šarmų reakcijos
Lewis'o rūgščių ir bazių apibrėžimas elektronais yra platus ir leidžia apibūdinti reakcijas, kuriose nėra protono. Pavyzdžiui, boro trifluoridas (BF3) ir amoniakas (NH3), reaguoja ir susidaro amoniako-boro trifluoridas [B (NH3) F3]. Boro trifluoridas yra Lewiso rūgštis, kuri priima elektronų porą iš amoniako, Lewiso bazę. Amoniakas turi nesurištą elektronų porą, kurią jis dovanoja ir kurį boro atomas sutinka suformuoti kovalentinį ryšį.
Kitose Lewiso rūgšties ir bazės reakcijose dalyvauja geležies, magnio ir cinko metalų jonai, kurie yra svarbūs daugelyje biologinių cheminių reakcijų. Tokios reakcijos nėra susijusios su protonų perdavimu, tačiau jas galima apibūdinti kaip rūgščių ir šarmų reakcijas, naudojant Lewiso apibrėžimus.