Die Chemie wäre unvollständig ohne die Wechselwirkung zwischen Lewis-Säuren und Lewis-Basen. Die Brønsted-Lowry-Säuretheorie hat die Chemie geprägt.
GN Lewis schlug 1923 vor, dass es einen Transfer von Elektronen und nicht von Protonen gibt. Diese Theorie half Chemikern, ein breiteres Spektrum an Reaktionen zwischen Säuren und Basen vorherzusagen.
Key Take Away
- Lewis-Säure ist eine Substanz, die ein Elektronenpaar aufnehmen kann, während Lewis-Base eine Substanz ist, die ein Elektronenpaar abgeben kann.
- Lewis-Säure und eine Base reagieren unter Bildung einer koordinierten kovalenten Bindung.
- Lewis-Säure und -Base spielen eine wichtige Rolle bei chemischen Reaktionen wie Säure-Base-Reaktionen und Katalyse.
Lewis-Säure gegen Base
Eine Lewis-Säure ist eine chemische Spezies, die ein Elektronenpaar aufnehmen kann und einen Elektronenmangel aufweist Atom während einer chemischen Reaktion. Eine Lewis-Base ist eine chemische Spezies, die dies kann spenden ein Elektronenpaar während einer chemischen Reaktion und ist eine Substanz, die ein elektronenreiches Atom hat.
Lewis-Säure hat leere Hüllen und sie werden als Elektrophile bezeichnet. Es ist eine Spezies, die von einem elektronenreichen Kern angelockt wird. Lewis-Säuren haben eine geringere Energie, da sie leere Schalen haben.
Fast alle Kationen sind Teil der Lewis-Säure-Spezies. Wenn ein Molekül, Ion oder Atom einen Mangel an Oktettelektronen haben, verhalten sie sich wie eine Lewis-Säure.
Lewis-Basen haben reichlich Schalen, und sie existieren als Nucleophile gekennzeichnet, und sie haben ein höheres Energieniveau als Lewis-Säuren. Sie stürzen sich mit ihrem einsamen Satz eines Elektrons auf eine positive Ladung.
Fast alle Anionen sind Teil der Lewis-Base-Spezies. Wenn ein Molekül, Atom oder Ion zufällig einen einsamen Satz eines Elektrons hat, verhalten sie sich wie eine Lewis-Base.
Vergleichstabelle
| Vergleichsparameter | Lewis-Säure | Lewis-Basis |
|---|---|---|
| Energie | Chemische Spezies haben eine geringere Energie. | Chemische Energie hat eine höhere Energie. |
| Ionen | Fast alle Kationen sind Teil der Lewis-Säure-Spezies. | Fast alle Anionen sind Teil der Lewis-Base-Spezies. |
| Bekannter Begriff | Elektrophil | Nucleophil |
| Merkmal | Zeigen thermodynamische Eigenschaften bei der Bildung von Addukten. | Kinetische Funktion anzeigen. |
| Elektronen in der Außenhülle | Mangelhafter Elektronensatz in seinen äußeren Schalen | Extra Satz Elektronen frei in seinen äußeren Schalen. |
Was ist eine Lewis-Säure?
Früher im Jahr 1916 schlug Lewis vor, dass Atome durch die Verteilung von Elektronen in einem chemischen Rahmen zusammengepresst werden. Laut Gilbert N. Lewis kann Säure einen Elektronensatz von einem zweiten Molekül anziehen und eine stabile Form für eines seiner Atome vervollständigen.
Eine Lewis-Säure ist nicht automatisch eine Brønsted-Lowry-Säure. Wenn ein einzelnes Elektron von jedem Atom abgegeben wird, spricht man von einer kovalenten Bindung. Wenn sich ein und das andere Elektron dem Aufstieg eines der Atome nähern, spricht man von einer koordinativen Bindung.
Lewis Acid wird auf die trigonale Ebene beschränkt Einstufung. Sie sind vielfältig und reagieren mit Lewis-Basen unter Bildung von Addukten. Lewis Acid bestätigt die thermodynamische Eigenschaft von Adduktion Formation.
Lewis-Säuren können anhand ihrer Härte und Weichheit weiter unterschieden werden. Härte bedeutet, dass sie nicht polarisierbar sind.
Basierend auf Härte, Säuren: Borane, Alkalimetallkationen, H+
Basierend auf Weichheit, Säuren: Ni(0), Ag+
Einige Beispiele für einfache Lewis-Säuren:
Die Organoborane und Bortrihalogenide sind einige der einfachen Lewis-Säuren. Darstellung: BF3 + F− → BF4−
Manchmal kann Lewis-Säure zwei Lewis-Basen sichern:
Beispiel: SiF4 + 2 F− → SiF62− (Hexafluorsilikat)
Einige Beispiele für komplexe Lewis-Säuren:
Manchmal erfordern einige der chemischen Verbindungen eine zusätzliche Aktivierung. Sie brauchen es, bevor sie das Addukt produzieren, wenn sie mit der Lewis-Base reagieren.
- Normalerweise existiert monomeres BH3 nicht und benötigt einen Aktivierungsschritt. Die Bildung von Boran-Addukten ist auf den Aktivierungsschritt des Diboran-Abbaus zurückzuführen. Illustration: B2H6 + 2 H− → 2 BH4− Reaktion: [Mg(H2O)6]2+ + 6 NH3 → [Mg(NH3)6]2+ + 6 H2O
- Normalerweise können Aluminiumtrihalogenide in der Konfiguration von AIX3 nicht existieren. Es liegt als Polymer vor und aggregiert und wird durch Basen abgebaut.
Anwendung von Lewis-Säuren:
- Friedel-Crafts-Alkylierung
- Bildung von Carboniumionen, die enorm elektrophil sind. Illustration: RCl + AlCl3 → R+ + AlCl4−
Was ist eine Lewis-Base?
Die Brønsted-Lowry-Säure-Base-Theorie besagt, dass immer dann, wenn eine Säure und eine Base miteinander reagieren, die Säure ihre konjugierte Base konfiguriert. Die Base hingegen tauscht ein Proton aus und konfiguriert seine konjugierte Säure.
Die Lewis-Theorie hat sich auf der Grundlage der elektronischen Struktur etabliert. Die Lewis-Base kann eine Reihe von Elektronen an H+ (Proton) abgeben, und ihre konjugierte Base der Brønsted-Lowry-Säure-Base-Theorie wird durch den Verlust von H+ gebildet.
Betrachtet man also die Säure-Base-Theorie von Brønsted-Lowry und die Lewis-Theorie, kann eine Lewis-Base auch als Brønsted-Lowry-Base klassifiziert werden.
Lewis-Basen sind herkömmliche Amine (Ammoniak), Pyridin und Derivate und Alkylamine. Lewis Base hat die höchste besetzte Molekülbahn, und sie bestätigen das kinetische Merkmal der Adduktionsbildung.
Lewis-Basen können anhand ihrer Härte und Weichheit weiter unterschieden werden. Weichheit bedeutet, dass sie polarisierbar und größer sind.
Harte Basen: Wasser, Chlorid, Ammoniak, Amine.
Weiche Basen: Kohlenmonoxid, Thioether.
Anwendung von Lewis-Basen:
Als Lewis-Basen werden Elektronenpaargeber angesehen, die Verbindungen durch schlüssige Anpassungselemente formen. Sie sind sogar als Liganden bekannt. Somit liegt die Anwendung von Lewis-Basen weithin in der Bildung von Metallkatalysatoren.
Da Lewis-Basen viele Bindungen mit Lewis-Säuren bilden, werden sie mehrzähnig (Chelatbildner).
Pharmaunternehmen sind auf chirale Lewis-Basen angewiesen, da sie an einem Katalysator Chiralität abgeben. Diese Eigenschaft erleichtert die Bildung einer asymmetrischen Katalyse, die für die Herstellung von Pharmazeutika wichtig ist.
Hauptunterschiede zwischen Lewis-Säure und Base
- Eine Lewis-Säure nimmt einen Satz Elektronen auf. Lewis Base verteilt ihr Elektronenpaar.
- Lewis-Säure hat einen elektronenreichen Kern. Lewis Base stürmen auf positiv geladene Atome oder Moleküle zu.
- Lewis-Säure hat einen Mangel an Elektronen in ihren äußeren Schalen. Lewis Base hat einen zusätzlichen Satz Elektronen, die frei von der Verschränkung durch chemische Bindungen sind.
- Lewis-Säure hat nicht die höchste besetzte Molekülbahn. Die Molekülbahn der Lewis-Basen ist hochkonzentriert.
- Eine Lewis-Säure ist keine Brønsted-Lowry-Säure. Die Brønsted-Lowry-Basis kann eine Lewis-Basis sein.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/cr60311a002
- https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/html/10.1055/s-2005-869831
Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023
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Piyush Yadav hat die letzten 25 Jahre als Physiker in der örtlichen Gemeinde gearbeitet. Er ist ein Physiker, der sich leidenschaftlich dafür einsetzt, die Wissenschaft für unsere Leser zugänglicher zu machen. Er hat einen BSc in Naturwissenschaften und ein Postgraduiertendiplom in Umweltwissenschaften. Sie können mehr über ihn auf seinem lesen Bio-Seite.
Der detaillierte Vergleich von Lewis-Säuren und -Basen im Artikel ist sehr informativ und wichtig für jeden, der auf dem Gebiet der Chemie studiert oder arbeitet.
Die wissenschaftlichen Anwendungen von Lewis-Säuren und -Basen in verschiedenen chemischen Reaktionen sind wirklich bemerkenswert. Die Kenntnis dieser Konzepte eröffnet Forschern und Wissenschaftlern neue Möglichkeiten.
Ich muss sagen, dass die hier vorgestellte Unterscheidung zwischen Lewis-Säure und Base sehr hilfreich ist. Es bringt Klarheit in dieses Thema und erleichtert das Verständnis.
Diese Theorie scheint ziemlich komplex und für den Durchschnittsmenschen schwer zu verstehen. Um es vollständig zu verstehen, sind möglicherweise umfangreiche Kenntnisse in Chemie erforderlich.
Diese Theorie war ein Durchbruch und ein großer Fortschritt beim Verständnis chemischer Reaktionen und des Verhaltens von Säuren und Basen. Es ist schön zu sehen, wie es die moderne Chemie geprägt hat.
Auf jeden Fall hat die moderne Chemie diesen Theorien so viel zu verdanken. Es ist faszinierend, darüber nachzudenken.
Es ist faszinierend zu erfahren, dass Lewis-Säuren und -Basen eine entscheidende Rolle bei chemischen Reaktionen wie Säure-Base-Reaktionen und der Katalyse spielen. Das sind wichtige Informationen für die Welt der Chemie.
Zumal diese Theorie auf viele Aspekte von Chemikalien und Verbindungen auf der Welt anwendbar ist. Die Einsatzmöglichkeiten sind grenzenlos.