Kas ir Lūisa skābe?

Skābes un bāzes ķīmijā ir izplatīti termini. Bet a Lūisa skābe ir kaut kas cits. Dažām reakcijām piemīt skābju-sārmu reakciju īpašības, taču tās neatbilst ķīmijas skābju-sārmu teorijai, ko izvirzījuši ķīmiķi Brønsted un Lowry.

Tā vietā ķīmiķis G.N. Lūiss saprata, ka skābes-bāzes reakciju vispārējā koncepcija var ietvert arī cita veida reakcijas, tostarp protonu pārneses reakcijas. Lasiet tālāk, lai uzzinātu vairāk par to, kas ir Lūisa skābes un vai noteiktas molekulas ir Lūisa skābes vai bāzes.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Lai definētu skābes un bāzes, Luiss protonu pārneses vietā uzskata elektronu pārnesi. Lūisa skābe pieņem elektronu pāri, bet Lūisa bāze ziedo elektronu pāri. Lūisa skābe ir elektronu akceptors. Parasti tas ir kaut kas nepietiekams vai pozitīvi uzlādēts.

Lūiss eksperimentus veica 1923. gadā, izmantojot ūdeņradi (pozitīvu jonu) un hidroksīdu (OH^-, anjons). Saskaņā ar Brønsted teoriju hidroksīda jons pieņem protonu, veidojot kovalento saiti, kā rezultātā rodas ūdens, H₂0.

Luisa teorijā

Saskaņā ar Luisa teikto, Luisa skābe ir ķīmiska suga, kas var veidot kovalentu saiti, pieņemot elektronu pāri no citas ķīmiskās sugas. Daudzas lietas, kuras neuzskata par skābēm, var definēt kā Luisa skābes, ja tās spēj pieņemt elektronus. Lūisa skābes bieži raksturo kā brīvas orbitāles.

Ir arī definīcija Lūisa bāze. Lūisa bāze ir pretēja, jo tā tiek definēta kā suga, kas var veidot kovalento saiti, ziedojot elektronu pāri citai sugai.

Metāla katijoni, piemēram, AL³⁺ un FE³⁺ ir Luisa skābes. Metāla katjona pozitīvais lādiņš piesaista elektronus.

A Lūisa skābes katalizators darbojas kā visi katalizatori. Katalizatori palielina ķīmiskās reakcijas ātrumu. Lūisa skābes katalizators palielina substrāta reaktivitāti, pieņemot elektronus, bet nav iesaistīts pašā reakcijā.

Lūisa skābe piesaista elektronus, un tai ir brīvas orbitāles, kur var nokļūt piesaistītie elektroni. Izmantojot alumīniju, kopā ir 17 valences elektroni. Tā kā tajā ir nepilnīgs elektronu kopums, ir vieta citam elektronam. Tas nozīmē ALCl₃ ir Lūisa skābe. AlCl₃ var pieņemt elektronus.

NH₃vai amonjaks ir vientuļš elektronu pāris. Tas var ziedot tos elektronus ķīmiskām sugām, kas pieņems elektronus. Tādēļ NH₃ ir Lūisa bāze.

Kad NH₃ neitralizē HCL ūdenī, NH₃ ir ūdeņraža jonu elektronu donors. Rezultāts ir NH₄.

Lewis un Brønsted-Lowry jēdzieni apraksta līdzīgas lietas, taču tie ir dažādi veidi, kā aplūkot ķīmiskās reakcijas. Kaut arī Brønsted-Lowry skaidrojums ir stingrs veids, kā definēt skābju un sārmu ķīmiju, Luiss mums deva citu skatījumu uz reakcijām, kuras var aprakstīt arī ar līdzīgu ķīmiju.