Vad är en Lewis-syra?

Syror och baser är vanliga termer inom kemi. Men en Lewis-syra är något annorlunda. Vissa reaktioner har karaktären av syrabasreaktioner men passar inte den teori om syrabaskemi som framläggs av kemisterna Brønsted och Lowry.

Istället har kemist G.N. Lewis insåg att det allmänna konceptet med syrabasreaktioner också kunde inkludera andra typer av reaktioner, inklusive protonöverföringsreaktioner. Läs vidare för att lära dig mer om vad Lewis-syror är och om vissa molekyler är Lewis-syror eller baser.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Lewis överväger elektronöverföring istället för protonöverföring för att definiera syror och baser. En Lewis-syra accepterar ett elektronpar medan en Lewis-bas donerar ett elektronpar. En Lewis-syra är en elektronacceptor. Det är typiskt något elektronbrist eller positivt laddat.

Lewis gjorde sina experiment 1923 med användning av väte (en positiv jon) och hydroxid, (OH^-, en anjon). Enligt Brønsteds teori accepterar hydroxidjonen en proton för att bilda en kovalent bindning, vilket resulterar i vatten, H₂0.

Enligt Lewis teori, vätejon är den viktiga komponenten, eftersom den accepterar elektroner från hydroxidjonen för att bilda den kovalenta bindningen.

Enligt Lewis är en Lewis-syra en kemisk art som kan bilda en kovalent bindning genom att acceptera ett elektronpar från en annan kemisk art. Många saker som inte anses vara syror kan definieras som Lewis-syror om de kan acceptera elektroner. Lewis-syror beskrivs ofta som lediga orbitaler.

Det finns också en definition av Lewis bas. En Lewis-bas är motsatsen genom att den definieras som en art som kan bilda en kovalent bindning genom att donera ett elektronpar till en annan art.

Metallkatjoner som AL³⁺ och FE³⁺ är Lewis-syror. Metallkatjonens positiva laddning lockar elektroner.

A Lewis-syrakatalysator är en som fungerar som alla katalysatorer. Katalysatorer ökar hastigheten för kemisk reaktion. En Lewis-syrakatalysator ökar reaktiviteten hos ett substrat genom att acceptera elektroner men är inte inblandad i själva reaktionen.

En Lewis-syra drar till sig elektroner och har lediga orbitaler där de attraherade elektronerna kan gå. Med aluminium finns totalt 17 valenselektroner närvarande. Eftersom den har en ofullständig uppsättning elektroner finns det plats för en annan elektron. Detta betyder ALCl₃ är en Lewis-syra. AlCl₃ kan acceptera elektroner.

NH₃, eller ammoniak, har ett ensamt elektronpar. Det kan donera dessa elektroner till kemiska arter som accepterar elektroner. På grund av detta, NH₃ är en Lewis-bas.

När NH₃ neutraliseras av HCL i vatten, NH₃ är elektrondonator till vätejonen. Resultatet är NH₄.

Begreppen Lewis och Brønsted-Lowry beskriver liknande saker, men de är olika sätt att titta på kemiska reaktioner. Medan förklaringen Brønsted-Lowry är ett strikt sätt att definiera syrabas-kemi, gav Lewis oss en annan bild av reaktioner som också kan beskrivas med liknande kemi.