Lewisova kyselina vs báze: Rozdíl a srovnání

Chemie by byla neúplná bez interakce mezi Lewisovými kyselinami a Lewisovými bázemi. Teorie Brønsted-Lowryho kyseliny formovala chemii.

GN Lewis v roce 1923 navrhl, že dochází k přenosu elektronů a ne protonů. Tato teorie pomohla chemikům předpovědět širší rozsah reakcí mezi kyselinami a bázemi.

Key Takeaways

1. Lewisova kyselina je látka, která může přijmout pár elektronů, zatímco Lewisova báze je látka, která může darovat pár elektronů.
2. Lewisova kyselina a báze reagují za vzniku koordinované kovalentní vazby.
3. Lewisova kyselina a zásada hrají důležitou roli v chemických reakcích, jako jsou acidobazické reakce a katalýza.

Lewisova kyselina vs

Lewisova kyselina je chemická látka, která může přijmout pár elektronů s elektronovým deficitem atom během chemické reakce. Lewisova báze je chemický druh, který může darovat elektronový pár během chemické reakce a je látkou, která má atom bohatý na elektrony.

Lewisova kyselina má prázdné skořápky a jsou označeny jako elektrofily. Je to druh lákaný k jádru bohatému na elektrony. Lewisovy kyseliny mají nižší energii, protože mají prázdné skořápky.

Většinou všechny kationty jsou součástí druhu Lewisovy kyseliny. Pokud molekula, iont nebo atom mají náhodou nedostatečnou sadu oktetů elektronů, chovají se jako Lewisova kyselina.

Lewisova báze má hojné skořápky a existují označené jako nukleofily a mají vyšší energetickou hladinu než Lewisovy kyseliny. Spěchají na kladný náboj se svou osamocenou sadou elektronů.

Většinou všechny anionty jsou součástí druhu Lewis Base. Pokud molekula, atom nebo iont mají osamocenou sadu elektronů, chovají se jako Lewisova báze.

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Lewisova kyselina	Lewisova základna
Energie	Chemické látky mají nižší energii.	Chemická energie má vyšší energii.
Ionty	Většinou všechny kationty jsou součástí druhu Lewisovy kyseliny.	Většinou všechny anionty jsou součástí druhu Lewis Base.
Známý termín	Elektrofilní	Nukleofil
vlastnost	Ukázat termodynamické vlastnosti při vytváření aduktů.	Zobrazit kinetickou funkci.
Elektrony ve vnějším obalu	Nedostatečná sada elektronů ve vnějších obalech	Další sada volných elektronů ve vnějších obalech.

Co je Lewisova kyselina?

Dříve v roce 1916 Lewis navrhl, aby se atomy sevřely dohromady v chemickém rámci distribucí elektronů. Podle Gilberta N. Lewise může kyselina přitáhnout sadu elektronů z druhé molekuly a dokončit ustálenou formu pro jeden z jejích atomů.

Lewisova kyselina není automaticky Brønsted-Lowryho kyselina. Když je darován singulární elektron z každého atomu, nazývá se to kovalentní vazba. Když se jeden a další elektrony blíží vzestupu jednoho z atomů, nazývá se to souřadnicová vazba. 

Lewis Acid je omezen na trigonální rovinu klasifikace. Jsou různorodé a reagují s Lewisovou bází za vzniku aduktů. Lewisova kyselina potvrzuje termodynamický rys addukce formace. 

Lewisovy kyseliny lze dále rozlišovat na základě tvrdosti a měkkosti. Tvrdost znamená, že jsou nepolarizovatelné.

Na základě tvrdosti, kyselin: Borany, kationty alkalických kovů, H+

Na základě měkkosti, kyselin: Ni(0), Ag+

Některé příklady jednoduchých Lewisových kyselin:

Organoborany a bortrihalogenidy jsou některé z jednoduchých Lewisových kyselin. Ilustrace: BF3 + F− → BF4−

Někdy může Lewisova kyselina zajistit dvě Lewisovy báze:

Příklad: SiF4 + 2 F− → SiF62− (hexafluorokřemičitan)

Některé příklady komplexních Lewisových kyselin:

Někdy některé chemické sloučeniny vyžadují další aktivaci. Potřebují to před výrobou aduktu při reakci s Lewisovou bází. 

1.  Monomerní BH3 obvykle neexistuje a potřebuje aktivační krok. Tvorba boranových aduktů je způsobena aktivačním krokem degradace diboranu. Ilustrace: B2H6 + 2 H- -> 2 BH4- Reakce: [Mg(H2O)6]2+ + 6 NH3 → [Mg(NH3)6]2+ + 6 H2O
2. Obvykle nemohou trihalogenidy hliníku v konfiguraci AIX3 existovat. Existuje jako polymer a agreguje a degraduje pomocí Báze.

Aplikace Lewisových kyselin:

• Friedel-Craftsova alkylace 
• Vznik karboniového iontu, který je ohromně elektrofilní. Ilustrace: RCl +AlCl3 → R+ + AlCl4−

Co je Lewisova základna?

Brønsted–Lowry acidobazická teorie uvádí, že kdykoli spolu kyselina a báze reagují, kyselina konjuguje svou konjugovanou bázi. Báze na druhé straně vyměňuje proton a konfiguruje jeho konjugovanou kyselinu. 

Lewisova teorie je založena na elektronické struktuře. Lewisova báze může předat sadu elektronů H+ (proton) a její konjugovaná báze podle Brønsted-Lowryho acidobazické teorie vzniká ztrátou H+.

Když se tedy podíváme na Brønsted-Lowryho acidobazickou teorii a Lewisovu teorii, Lewisova báze může být také klasifikována jako Brønsted-Lowryho báze. 

Lewisovy báze jsou konvenční aminy (amoniak), pyridin a jeho deriváty a alkylaminy. Lewisova základna má nejvyšší obsazenou molekulární dráhu a oni potvrdit kinetický rys tvorby addukce.

Lewisovy báze lze dále rozlišovat na základě tvrdosti a měkkosti. Měkkost znamená, že jsou polarizovatelné a větší. 

Tvrdé základy: Voda, chlorid, amoniak, aminy.

Měkké báze: Oxid uhelnatý, thioethery. 

Aplikace Lewisových bází:

Dárci elektronových párů, kteří formují sloučeniny přesvědčivými adaptačními prvky, jsou považováni za Lewisovy báze. Jsou dokonce známé jako Ligandy. Použití Lewisových bází tedy široce spočívá ve vytváření kovových katalyzátorů.

Jak Lewisovy báze tvoří mnoho vazeb s Lewisovými kyselinami, stávají se multidentátními (chelatačními činidly). 

Farmaceutické společnosti jsou závislé na bázi Chiral Lewis, protože rozdávají chiralitu na katalyzátoru. Tato vlastnost usnadňuje tvorbu asymetrické katalýzy, která je důležitá pro výrobu léčiv. 

Hlavní rozdíly mezi Lewisovou kyselinou a bází

1. Lewisova kyselina získává sadu elektronů. Lewis Base rozdává jejich pár elektronů.
2. Lewisova kyselina má jádro bohaté na elektrony. Lewisova báze spěchá směrem k kladně nabitým atomům nebo molekulám.
3. Lewisova kyselina má ve vnějších obalech nedostatek elektronů. Lewis Base má extra sadu elektronů bez zapletení chemických vazeb. 
4. Lewisova kyselina nemá nejvyšší obsazenou molekulární dráhu. Dráha molekul Lewisových bází je vysoce koncentrovaná.
5. Lewisova kyselina není Brønsted-Lowryho kyselina. Brønsted-Lowry Base může být Lewis Base.

Reference

1. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/cr60311a002
2. https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/html/10.1055/s-2005-869831

Poslední aktualizace: 11. června 2023