W kwasowo-zasadowej reakcji Lewisa kwas przyjmuje elektrony, podczas gdy zasada oddaje elektrony. Takie spojrzenie na kwasy i zasady pozwala chemikom lepiej zrozumieć zachowanie substancji, które nie pasują do klasycznego poglądu na kwasy i zasady. Tradycyjnie kwasy są materiałami, które tworzą jony wodorowe (H+) w roztworze wodnym, natomiast zasady tworzą jony wodorotlenowe (OH). Bardziej uogólniony pogląd jest taki, że kwasy oddają protony, H+ jon, podczas gdy zasady akceptują protony. Definicja Lewisa jest szersza niż to wyjaśnienie, ponieważ dotyczy przypadków, w których nie ma jonu wodorowego. Taki model jest ważny w reakcjach biologicznych, takich jak te z udziałem żelaza i hemoglobiny, w których proton nie jest przenoszony. Reakcje te można opisać stosując definicje reakcji kwasowo-zasadowych Lewisa.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Reakcja kwasowo-zasadowa Lewisa obejmuje przeniesienie elektronów z zasady do kwasu, co skutkuje nowym wiązaniem kowalencyjnym. Sposób Lewisa na kwasy i zasady jako na akceptory i donory elektronów jest szerszy niż tradycyjny metoda oparta na jonach wodorowych lub protonach i jest przydatna w opisie reakcji, w których nie ma protonu transfer.
Opis Lewisa tradycyjnych reakcji kwasowo-zasadowych
W przypadku reakcji z udziałem popularnych kwasów i zasad pogląd Lewisa na reakcję różni się od tradycyjnych opisów Arrheniusa i Bronsteda-Lowry'ego, ale wyniki są identyczne. Na przykład, gdy kwas solny (HCl) reaguje z zasadą wodorotlenku sodu (NaOH), oba dysocjują w wodzie, tworząc H+, Cl-, Na+ i OH- jony. H+ i OH- jony kwasów i zasad zawsze łączą się, tworząc H2O, aw tym przypadku jony sodu i chloru tworzą chlorek sodu lub zwykłą sól kuchenną, która pozostaje w roztworze.
Innym sposobem patrzenia na reakcje kwasowo-zasadowe jest to, że kwas zawsze dostarcza proton, jon wodorowy, podczas gdy zasada zawsze przyjmuje proton za pośrednictwem jonu wodorotlenowego, oba łączące się do tworzą wodę. Dlatego kwasem jest każda substancja, która jest donorem protonów, a zasadą jest każda substancja, która przyjmuje proton.
Pogląd Lewisa na reakcję skupia się na elektronach. Kiedy HCl dysocjuje na jony, jon wodorowy traci elektron na rzecz jonu chloru. Kiedy NaOH dysocjuje, jon wodorotlenkowy otrzymuje elektron z jonu sodu. Jon wodorotlenkowy składa się z atomu tlenu z sześcioma elektronami w zewnętrznej powłoce elektronowej i atomu wodoru z jednym elektronem. Ma dodatkowy elektron jonu wodorotlenowego, co daje łącznie osiem elektronów dostępnych do wiązania chemicznego. Dwa z nich są wspólne z atomem wodoru w wiązaniu kowalencyjnym, podczas gdy pozostałe sześć to pary niezwiązane. Według Lewisa jon wodorotlenkowy przekazuje parę elektronów jonowi wodorowemu, tworząc drugie wiązanie kowalencyjne, tworząc cząsteczkę wody. W przypadku reakcji kwasowo-zasadowych Lewisa kwasem jest dowolna substancja, która przyjmuje elektrony, podczas gdy zasada oddaje elektrony.
Nieprotonowe reakcje kwasowo-zasadowe Lewisa
Definicja kwasów i zasad oparta na elektronach Lewisa jest szeroka i pozwala na opis reakcji, w których nie występuje proton. Na przykład trifluorek boru (BF3) i amoniak (NH3), reagują z wytworzeniem trifluorku amonu i boru, [B(NH3)FA3]. Trifluorek boru to kwas Lewisa, który przyjmuje parę elektronów z amoniaku, zasadę Lewisa. Amoniak ma niezwiązaną parę elektronów, którą oddaje i którą atom boru akceptuje tworząc wiązanie kowalencyjne.
Inne reakcje kwasowo-zasadowe Lewisa obejmują jony metali żelaza, magnezu i cynku, które są ważne w wielu biologicznych reakcjach chemicznych. Takie reakcje nie obejmują przeniesienia protonu, ale można je opisać jako reakcje kwasowo-zasadowe przy użyciu definicji Lewisa.