Lūisa skābes-bāzes reakcijā skābe pieņem elektronus, bet bāze - elektronus. Šis skābi par skābēm un bāzēm ļauj ķīmiķiem labāk izprast to vielu uzvedību, kas neiederas klasiskajā skābju un bāzu skatījumā. Tradicionāli skābes ir materiāli, kas veido ūdeņraža jonus (H+) ūdens šķīdumā, bet bāzes veido hidroksīda jonus (OH). Vispārīgāks viedoklis ir tāds, ka skābes ziedo protonus, H+ jonu, bet bāzes pieņem protonus. Lūisa definīcija ir plašāka par šo skaidrojumu, jo tā attiecas uz gadījumiem, kad nav ūdeņraža jonu. Šāds modelis ir svarīgs bioloģiskās reakcijās, piemēram, tajās, kurās iesaistīts dzelzs un hemoglobīns, kur protons netiek pārnests. Šīs reakcijas var aprakstīt, izmantojot Luisa skābes bāzes reakcijas definīcijas.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Lūisa skābes-bāzes reakcija ietver elektronu pārvietošanu no bāzes uz skābi, kā rezultātā rodas jauna kovalentā saite. Lūisa veids, kā skābes un bāzes uzskatīt par elektronu akceptoriem un donoriem, ir plašāks nekā tradicionālais ūdeņraža jonu vai uz protonu bāzes metode, un tā ir noderīga, aprakstot reakcijas, kurās nav protonu nodošana.
Lūisa tradicionālo skābju bāzes reakciju apraksts
Reakcijām, kas saistītas ar parastajām skābēm un bāzēm, Luisa reakcijas skats atšķiras no tradicionālajiem Arrhenius un Bronsted-Lowry aprakstiem, taču rezultāti ir identiski. Piemēram, kad sālsskābe (HCl) reaģē ar bāzes nātrija hidroksīdu (NaOH), abi disociējas ūdenī, veidojot H+, Cl-, Na+ un OH- joni. H+ un OH- skābju un bāzu joni vienmēr apvienojas, veidojot H2O, un šajā gadījumā nātrija un hlora joni veido nātrija hlorīdu vai parasto galda sāli, kas paliek šķīdumā.
Vēl viens veids, kā aplūkot skābes-bāzes reakcijas, ir tāds, ka skābe vienmēr nodrošina protonu ūdeņraža jonu, kamēr bāze vienmēr pieņem protonu caur hidroksīda jonu, abiem apvienojoties ar veido ūdeni. Tāpēc skābe ir jebkura viela, kas ir protonu donors, un bāze ir jebkura viela, kas pieņem protonu.
Lūisa reakcijas skats ir vērsts uz elektroniem. Kad HCl disociējas jonos, ūdeņraža jons zaudē elektronu hlora jonam. Kad NaOH disociējas, hidroksīda jons iegūst elektronu no nātrija jona. Hidroksīda jonu veido skābekļa atoms, kura ārējā elektronu apvalkā ir seši elektroni, un ūdeņraža atoms ar vienu elektronu. Tam ir papildu hidroksīda jonu elektrons astoņiem elektroniem, kas pieejami ķīmiskai savienošanai. Divi no tiem ir kopīgi ar ūdeņraža atomu kovalentā saitē, bet pārējie seši ir nesaistīti pāri. Lūisa skatījumā hidroksīda jons ziedo elektronu pāri ūdeņraža jonam, lai izveidotu otru kovalento saiti, veidojot ūdens molekulu. Lūisa skābes-bāzes reakcijās skābe ir jebkura viela, kas pieņem elektronus, kamēr bāze ziedo elektronus.
Ne-protonu Lūisa skābju-bāzes reakcijas
Skābju un bāzu Lewis elektronu definīcija ir plaša un ļauj aprakstīt reakcijas, kurās nav protonu. Piemēram, bora trifluorīds (BF3) un amonjaks (NH3), reaģē, veidojot amonjaka-bora trifluorīdu [B (NH3) F3]. Bora trifluorīds ir Lūisa skābe, kas pieņem elektronu pāri no amonjaka, Lūisa bāzes. Amonjaks satur nesaistītu elektronu pāri, ko tas ziedo un ko bora atoms pieņem, veidojot kovalento saiti.
Citas Lewis skābes bāzes reakcijas ietver dzelzs, magnija un cinka metāla jonus, kas ir svarīgi daudzās bioloģiski ķīmiskās reakcijās. Šādas reakcijas nav saistītas ar protonu pārnesi, bet tās var raksturot kā skābes-bāzes reakcijas, izmantojot Luisa definīcijas.
