Lewisova kiselina u odnosu na bazu: razlika i usporedba

Kemija bi bila nepotpuna bez interakcije između Lewisovih kiselina i Lewisovih baza. Brønsted-Lowryjeva teorija kiseline oblikovala je kemiju.

GN Lewis je 1923. predložio da postoji prijenos elektrona, a ne protona. Ova je teorija pomogla kemičarima u predviđanju šireg raspona reakcija između kiselina i baza.

Ključni za poneti

1. Lewisova kiselina je tvar koja može prihvatiti par elektrona, dok je Lewisova baza tvar koja može donirati par elektrona.
2. Lewisova kiselina i baza reagiraju stvarajući koordiniranu kovalentnu vezu.
3. Lewisova kiselina i baza igraju važnu ulogu u kemijskim reakcijama kao što su kiselinsko-bazne reakcije i kataliza.

Lewisova kiselina protiv baze

Lewisova kiselina je kemijska vrsta koja može prihvatiti par elektrona, s nedostatkom elektrona atom tijekom kemijske reakcije. Lewisova baza je kemijska vrsta koja može darovati par elektrona tijekom kemijske reakcije i tvar je koja ima atom bogat elektronima.

Lewisova kiselina ima prazne ljuske i one su označene kao elektrofili. To je vrsta namamljena u jezgru bogatu elektronima. Lewisove kiseline imaju nižu energiju jer imaju prazne ljuske.

Uglavnom su svi kationi dio vrste Lewisove kiseline. Ako a molekula, ion ili atom slučajno imaju manjkav skup oktetnih elektrona, ponašaju se kao Lewisova kiselina.

Lewisova baza ima obilne ljuske i postoje označeni kao nukleofili i imaju višu energetsku razinu od Lewisovih kiselina. Oni žure prema pozitivnom naboju sa svojim usamljenim skupom elektrona.

Uglavnom su svi anioni dio vrste Lewisove baze. Ako molekula, atom ili ion slučajno ima Lone skup elektrona, oni se ponašaju kao Lewisova baza.

Tabela za usporedbu

Parametri usporedbe	Lewisova kiselina	Lewisova baza
energija	Kemijske vrste imaju nižu energiju.	Kemijska energija ima veću energiju.
ioni	Uglavnom su svi kationi dio vrste Lewisove kiseline.	Uglavnom su svi anioni dio vrste Lewisove baze.
Poznat pojam	elektrofilom	nuklcofiljc
svojstvo	Prikaži termodinamičke značajke pri stvaranju adukta.	Prikaži kinetičku značajku.
Elektroni u vanjskoj ljusci	Nedostatak skupa elektrona u njegovim vanjskim ljuskama	Dodatni skup slobodnih elektrona u svojim vanjskim ljuskama.

Što je Lewisova kiselina?

Ranije 1916., Lewis je predložio da se atomi stisnu u kemijski okvir distribucijom elektrona. Prema Gilbertu N. Lewisu, kiselina može privući skup elektrona iz druge molekule i dovršiti stalan oblik za jedan od svojih atoma.

Lewisova kiselina nije automatski Brønsted-Lowryjeva kiselina. Kada je pojedinačni elektron iz svakog atoma doniran, to se naziva kovalentna veza. Kada se jedan i drugi elektron približavaju porastu jednog od atoma, to se zove koordinatna veza. 

Lewisova kiselina biva ograničena na trigonalnu ravninu klasifikacija. Oni su različiti i reagiraju s Lewis bazom da bi oblikovali adukte. Lewisova kiselina potvrđuje termodinamičko svojstvo addukcija formacija. 

Lewisove kiseline mogu se dodatno razlikovati na temelju tvrdoće i mekoće. Tvrdoća znači da su nepolarizacijski.

Na temelju tvrdoće, kiseline: Borani, kationi alkalijskih metala, H+

Na temelju mekoće, kiseline: Ni(0), Ag+

Neki primjeri jednostavnih Lewisovih kiselina:

Organoborani i bor trihalidi su neke od jednostavnih Lewisovih kiselina. Ilustracija: BF3 + F− → BF4−

Ponekad Lewisova kiselina može osigurati dvije Lewisove baze:

Primjer: SiF4 + 2 F− → SiF62− (heksafluorosilikat)

Neki primjeri kompleksnih Lewisovih kiselina:

Ponekad neki od kemijskih spojeva zahtijeva dodatnu aktivaciju. Potreban im je prije nego proizvedu adukt kada reagiraju s Lewis bazom. 

1.  Obično monomerni BH3 ne postoji i potreban mu je korak aktivacije. Formiranje boranskih adukata je posljedica aktivacijskog koraka razgradnje diborana. Ilustracija: B2H6 + 2 H− → 2 BH4− Reakcija: [Mg(H2O)6]2+ + 6 NH3 → [Mg(NH3)6]2+ + 6 H2O
2. Obično, aluminijevi trihalidi ne mogu postojati u konfiguraciji AIX3. Postoji kao polimer i agregira se i razgrađuje pomoću baza.

Primjena Lewisovih kiselina:

• Friedel-Craftsova alkilacija 
• Formiranje karbonijevog iona koji je izuzetno elektrofilan. Ilustracija: RCl +AlCl3 → R+ + AlCl4−

Što je Lewisova baza?

Brønsted–Lowryjeva kiselinsko-bazna teorija kaže da kada god kiselina i baza reagiraju jedna na drugu, kiselina konfigurira svoju konjugiranu bazu. Baza, s druge strane, izmjenjuje proton i konfigurira svoju konjugiranu kiselinu. 

Lewisova teorija utemeljena je na elektroničkoj strukturi. Lewisova baza može predati skup elektrona H+ (protonu), a njena konjugirana baza Brønsted–Lowryjeve acidobazne teorije nastaje gubitkom H+.

Dakle, gledajući Brønsted–Lowryjevu kiselo-baznu teoriju i Lewisovu teoriju, Lewisovu bazu također možemo klasificirati kao Brønsted–Lowryjevu bazu. 

Lewisove baze su konvencionalni amini (amonijak), piridin i derivati ​​te alkilamini. Lewisova baza ima najvišu zauzetu molekularnu orbitu, a oni potvrditi kinetička značajka stvaranja adukcije.

Lewisove baze mogu se dalje razlikovati na temelju tvrdoće i mekoće. Mekoća znači da su polarizacijski i veći. 

Tvrde baze: Voda, klorid, amonijak, amini.

Meke baze: Ugljični monoksid, tioeteri. 

Primjena Lewisovih baza:

Davatelji elektronskih parova koji oblikuju spojeve konačnim adaptacijskim elementima smatraju se Lewisovim bazama. Čak su poznati i kao ligandi. Prema tome, primjena Lewisovih baza leži široko u oblikovanju metalnih katalizatora.

Budući da Lewisove baze stvaraju mnogo veza s Lewisovim kiselinama, one postaju multidentate (kelatni agensi). 

Farmaceutske tvrtke ovise o kiralnim Lewisovim bazama, jer daju kiralnost na katalizatoru. Ovo svojstvo olakšava stvaranje asimetrične katalize, što je važno za proizvodnju lijekova. 

Glavne razlike između Lewisove kiseline i baze

1. Lewisova kiselina dobiva skup elektrona. Lewis Base daje njihov par elektrona.
2. Lewisova kiselina ima jezgru bogatu elektronima. Lewisova baza hrli prema pozitivno nabijenim atomima ili molekulama.
3. Lewisova kiselina ima manjak skup elektrona u svojim vanjskim ljuskama. Lewisova baza ima dodatni skup elektrona bez isprepletenosti kemijskim vezama. 
4. Lewisova kiselina nema najvišu zauzetu molekularnu orbitu. Molekularna orbita Lewisovih baza je visoko koncentrirana.
5. Lewisova kiselina nije Brønsted-Lowryjeva kiselina. Baza Brønsted-Lowry može biti baza Lewis.

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

Zadnje ažuriranje: 11. lipnja 2023