เกิดอะไรขึ้นในปฏิกิริยาเบสของกรดลูอิส?

ในปฏิกิริยากรด-เบสของลิวอิส กรดจะรับอิเล็กตรอน ในขณะที่เบสจะบริจาคอิเล็กตรอน มุมมองของกรดและเบสช่วยให้นักเคมีเข้าใจพฤติกรรมของสารที่ไม่เข้ากับกรดและเบสแบบคลาสสิกได้ดีขึ้น ตามเนื้อผ้า กรดเป็นวัสดุที่สร้างไอออนไฮโดรเจน (H⁺) ในสารละลายน้ำ ในขณะที่เบสก่อตัวเป็นไฮดรอกไซด์ไอออน (OH) มุมมองทั่วไปมากขึ้นคือกรดบริจาคโปรตอน H⁺ ไอออน ในขณะที่เบสรับโปรตอน คำจำกัดความของลูอิสกว้างกว่าคำอธิบายนี้เนื่องจากเกี่ยวข้องกับกรณีที่ไม่มีไฮโดรเจนไอออน แบบจำลองดังกล่าวมีความสำคัญในปฏิกิริยาทางชีวภาพ เช่น ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับธาตุเหล็กและฮีโมโกลบิน ซึ่งไม่มีการถ่ายโอนโปรตอน ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถอธิบายได้โดยใช้คำจำกัดความของปฏิกิริยากรด-เบสของลิวอิส

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ปฏิกิริยากรด-เบสของลิวอิสเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากเบสไปยังกรด ส่งผลให้เกิดพันธะโควาเลนต์ใหม่ แนวทางของลูอิสในการมองกรดและเบสเป็นตัวรับอิเล็กตรอนและผู้บริจาคนั้นกว้างกว่าวิธีดั้งเดิม ไฮโดรเจนไอออนหรือวิธีโปรตอนและมีประโยชน์ในการอธิบายปฏิกิริยาที่ไม่มีโปรตอน โอน.

สำหรับปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับกรดและเบสทั่วไป มุมมองปฏิกิริยาของลิวอิสจะแตกต่างจากคำอธิบายดั้งเดิมของอาร์เรเนียสและบรอนสเต็ด-ลาวรี แต่ผลลัพธ์ก็เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ทำปฏิกิริยากับโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นเบส (NaOH) ทั้งสองจะแยกตัวในน้ำเพื่อสร้าง H⁺, Cl^-, นา⁺ และ OH^- ไอออน เดอะ โฮ⁺ และ OH^- ไอออนของกรดและเบสจะรวมกันเป็น H. เสมอ₂O และในกรณีนี้ โซเดียมและคลอรีนไอออนจะสร้างโซเดียมคลอไรด์หรือเกลือแกงทั่วไป ซึ่งคงอยู่ในสารละลาย

อีกวิธีหนึ่งในการดูปฏิกิริยากรด-เบสคือกรดจะให้โปรตอนเสมอ, ไฮโดรเจนไอออน ในขณะที่ฐานรับโปรตอนผ่านทางไฮดรอกไซด์ไอออนเสมอ ทั้งสองจะรวมกันเป็น แบบฟอร์มน้ำ ดังนั้นกรดจึงเป็นสารใดๆ ที่เป็นผู้ให้โปรตอน และเบสก็คือสารใดๆ ที่รับโปรตอน

มุมมองของลูอิสของปฏิกิริยามุ่งเน้นไปที่อิเล็กตรอน เมื่อ HCl แยกตัวออกเป็นไอออน ไฮโดรเจนไอออนจะสูญเสียอิเล็กตรอนไปยังคลอรีนไอออน เมื่อ NaOH แตกตัว ไฮดรอกไซด์ไอออนจะได้รับอิเล็กตรอนจากโซเดียมไอออน ไฮดรอกไซด์ไอออนประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนที่มีอิเล็กตรอนหกตัวในเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกและอะตอมไฮโดรเจนที่มีอิเล็กตรอนหนึ่งตัว มีอิเลคตรอนไฮดรอกไซด์อิออนเสริมสำหรับอิเล็กตรอนทั้งหมดแปดตัวสำหรับพันธะเคมี สองตัวถูกใช้ร่วมกันกับอะตอมไฮโดรเจนในพันธะโควาเลนต์ในขณะที่อีกหกคู่เป็นคู่ที่ไม่ผูกมัด ในมุมมองของลูอิส ไฮดรอกไซด์ไอออนบริจาคอิเล็กตรอนคู่หนึ่งให้กับไฮโดรเจนไอออนเพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ที่สอง ทำให้เกิดโมเลกุลของน้ำ สำหรับปฏิกิริยากรด-เบสของลิวอิส กรดคือสารใดๆ ที่รับอิเล็กตรอนในขณะที่เบสให้อิเล็กตรอน

นิยามกรดและเบสตามอิเล็กตรอนของ Lewis นั้นกว้างและช่วยให้สามารถอธิบายปฏิกิริยาที่ไม่มีโปรตอนได้ ตัวอย่างเช่น โบรอนไตรฟลูออไรด์ (BF₃) และแอมโมเนีย (NH₃) ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนีย-โบรอนไตรฟลูออไรด์ [B(NH .)₃)F₃]. โบรอนไตรฟลูออไรด์เป็นกรดลิวอิสที่รับคู่อิเล็กตรอนจากแอมโมเนีย ซึ่งเป็นเบสลูอิส แอมโมเนียมีคู่อิเล็กตรอนที่ไม่ผูกมัดซึ่งมันบริจาคและอะตอมของโบรอนยอมรับเพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์

ปฏิกิริยากรด-เบสของลูอิสอื่นๆ เกี่ยวข้องกับไอออนของโลหะของเหล็ก แมกนีเซียม และสังกะสี ซึ่งมีความสำคัญในปฏิกิริยาเคมีทางชีววิทยาหลายอย่าง ปฏิกิริยาดังกล่าวไม่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนโปรตอนแต่สามารถอธิบายได้ว่าเป็นปฏิกิริยากรด-เบสโดยใช้คำจำกัดความของลูอิส