Ķīmija būtu nepilnīga, ja nebūtu mijiedarbības starp Lūisa skābēm un Lūisa bāzēm. Brønsted-Lowry skābes teorija ir veidojusi ķīmiju.
GN Lūiss 1923. gadā ierosināja, ka notiek elektronu, nevis protonu pārnese. Šī teorija palīdzēja ķīmiķiem paredzēt plašāku reakciju diapazonu starp skābēm un bāzēm.
Atslēgas
- Lūisa skābe ir viela, kas var pieņemt elektronu pāri, savukārt Lūisa bāze ir viela, kas var nodot elektronu pāri.
- Lūisa skābe un bāze reaģē, veidojot koordinētu kovalento saiti.
- Lūisa skābei un bāzei ir svarīga loma ķīmiskajās reakcijās, piemēram, skābju-bāzes reakcijās un katalīzē.
Lūisa skābe pret bāzi
Lūisa skābe ir ķīmiska suga, kas spēj pieņemt elektronu pāri, kam trūkst elektronu. atoms ķīmiskās reakcijas laikā. Lūisa bāze ir ķīmiska suga, kas var ziedot elektronu pāris ķīmiskās reakcijas laikā un ir viela, kurai ir ar elektroniem bagāts atoms.
Lūisa skābei ir tukši apvalki, un tie ir marķēti kā elektrofili. Tā ir suga, kas pievilināta ar elektroniem bagātu kodolu. Lūisa skābēm ir mazāka enerģija, jo tām ir tukšas čaulas.
Pārsvarā visi katjoni ir daļa no Lūisa skābes sugām. Ja molekula, jonam vai atomam ir deficīts oktetu elektronu kopums, tie uzvedas kā Lūisa skābe.
Lūisa bāzei ir daudz čaumalu, un tie pastāv kā nukleofīli, un tiem ir augstāks enerģijas līmenis nekā Lūisa skābēm. Viņi steidzas ar pozitīvu lādiņu ar savu vienīgo elektronu kopu.
Pārsvarā visi anjoni ir daļa no Lūisa bāzes sugas. Ja molekulai, atomam vai jonam ir vientuļš elektronu kopums, tie darbojas kā Lūisa bāze.
Salīdzināšanas tabula
| Salīdzināšanas parametri | Lūisa skābe | Lūisa bāze |
|---|---|---|
| enerģija | Ķīmiskajām sugām ir zemāka enerģija. | Ķīmiskajai enerģijai ir lielāka enerģija. |
| Joni | Pārsvarā visi katjoni ir daļa no Lūisa skābes sugām. | Pārsvarā visi anjoni ir daļa no Lūisa bāzes sugas. |
| Zināms termins | Elektrofils | Nukleofils |
| iezīme | Rādīt termodinamiskās īpašības, veidojot aduktus. | Rādīt kinētisko funkciju. |
| Elektroni ārējā apvalkā | Trūksts elektronu kopums tā ārējos apvalkos | Ārējos apvalkos ir brīvs papildu elektronu komplekts. |
Kas ir Lūisa skābe?
1916. gadā Lūiss ierosināja, ka atomi tiek saspiesti ķīmiskā rāmī elektronu sadalījuma dēļ. Saskaņā ar Gilbert N. Lewis teikto, skābe var piesaistīt elektronu kopu no otras molekulas un pabeigt stabilu formu vienam no tās atomiem.
Lūisa skābe automātiski nav Brønsted–Lowry skābe. Ja no katra atoma tiek ziedots atsevišķs elektrons, to sauc par kovalento saiti. Kad viens un otrs elektrons tuvojas viena atoma pieaugumam, to sauc par koordinātu saiti.
Lūisa skābe aprobežojas ar trigonālo plakni klasifikācija. Tie ir daudzveidīgi un reaģē ar Lewis Base, veidojot adduktus. Lūisa skābe apstiprina termodinamisko īpašību pievienošana veidošanās.
Lūisa skābes var vēl vairāk atšķirt, pamatojoties uz cietību un maigumu. Cietība nozīmē, ka tie nav polarizējami.
Pamatojoties uz cietību, skābes: Borāni, sārmu metālu katjoni, H+
Pamatojoties uz maigumu, skābēm: Ni(0), Ag+
Daži vienkāršo Lūisa skābju piemēri:
Organoborāni un bora trihalogenīdi ir dažas no vienkāršajām Lūisa skābēm. Attēls: BF3 + F− → BF4−
Dažreiz Lūisa skābe var nodrošināt divas Lūisa bāzes:
Piemērs: SiF4 + 2 F− → SiF62− (heksafluorsilikāts)
Daži komplekso Lūisa skābju piemēri:
Dažreiz dažiem ķīmiskajiem savienojumiem ir nepieciešama papildu aktivizēšana. Viņiem tas ir nepieciešams, pirms tiek ražots adukts, reaģējot ar Lūisa bāzi.
- Parasti monomērs BH3 neeksistē, un tam ir nepieciešams aktivizācijas solis. Borāna aduktu veidošanās ir saistīta ar diborāna noārdīšanās aktivācijas soli. Ilustrācija: B2H6 + 2 H− → 2 BH4− Reakcija: [Mg(H2O)6]2+ + 6 NH3 → [Mg(NH3)6]2+ + 6 H2O
- Parasti alumīnija trihalogenīdi nevar pastāvēt AIX3 konfigurācijā. Tas pastāv kā polimērs un tiek pildīts un noārdās bāzēs.
Lūisa skābju pielietojums:
- Fridel-Crafts alkilēšana
- Karbonija jonu veidošanās, kas ir ārkārtīgi elektrofīls. Ilustrācija: RCl +AlCl3 → R+ + AlCl4−
Kas ir Lūisa bāze?
Brønsted-Lowry skābes bāzes teorija apgalvo, ka ikreiz, kad skābe un bāze reaģē viena ar otru, skābe konfigurē savu konjugēto bāzi. No otras puses, bāze apmainās ar protonu un konfigurē tā konjugēto skābi.
Lūisa teorija ir izveidota, pamatojoties uz elektronisko struktūru. Lūisa bāze var izdalīt elektronu kopu H+ (protonam), un tās konjugētā bāze no Brønsted–Lowry skābju bāzes teorijas veidojas, zaudējot H+.
Tātad, aplūkojot Brønsted–Lowry skābes bāzes teoriju un Lūisa teoriju, Lūisa bāzi var klasificēt arī kā Brønsted–Lowry bāzi.
Lūisa bāzes ir parastie amīni (amonjaks), piridīns un atvasinājumi, kā arī alkilamīni. Lūisa bāzei ir visaugstākā aizņemtā molekulārā orbīta, un tās apstiprināt addukcijas veidošanās kinētiskā iezīme.
Lewis Bases var vēl vairāk atšķirt pēc cietības un maiguma. Maigums nozīmē, ka tie ir polarizējami un lielāki.
Cietās bāzes: Ūdens, hlorīds, amonjaks, amīni.
Mīkstas pamatnes: Oglekļa monoksīds, tioēteri.
Lūisa bāzu pielietojums:
Elektronu pāru devēji, kas veido savienojumus, pārliecinoši pielāgojot elementus, tiek uzskatīti par Lūisa bāzes. Tie ir pat pazīstami kā ligandi. Tādējādi Lewis Bases pielietojums ir plaši izplatīts metāla katalizatoru veidošanā.
Tā kā Lūisa bāzes veido daudzas saites ar Lūisa skābēm, tās kļūst par daudzzobu (helātu veidojošiem aģentiem).
Farmācijas uzņēmumi ir atkarīgi no Chiral Lewis Bases, jo tie rada hiralitāti uz katalizatora. Šī īpašība veicina asimetriskas katalīzes veidošanos, kas ir svarīga farmaceitisko līdzekļu ražošanā.
Galvenās atšķirības starp Lūisa skābi un bāzi
- Lūisa skābe iegūst elektronu kopu. Lūiss Bāze izdala savu elektronu pāri.
- Lūisa skābei ir ar elektroniem bagāts kodols. Lūisa bāze steidzas uz pozitīvi lādētiem atomiem vai molekulām.
- Lūisa skābes ārējos apvalkos ir nepietiekams elektronu kopums. Lewis Base ir papildu elektronu komplekts, kas ir brīvs no ķīmiskās saites sapīšanās.
- Lūisa skābei nav visaugstākās aizņemtās molekulārās orbītas. Lewis Bases molekulārā orbīta ir ļoti koncentrēta.
- Lūisa skābe nav Brønsted-Lowry skābe. Brønsted-Lowry Base var būt Lūisa bāze.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/cr60311a002
- https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/html/10.1055/s-2005-869831
Pēdējo reizi atjaunināts: 11. gada 2023. jūnijā
Esmu pielicis tik daudz pūļu, rakstot šo emuāra ierakstu, lai sniegtu jums vērtību. Tas man ļoti noderēs, ja apsverat iespēju to kopīgot sociālajos medijos vai ar draugiem/ģimeni. DALĪŠANĀS IR ♥️
Pijušs Jadavs pēdējos 25 gadus ir pavadījis, strādājot par fiziķi vietējā sabiedrībā. Viņš ir fiziķis, kurš aizrautīgi cenšas padarīt zinātni pieejamāku mūsu lasītājiem. Viņam ir bakalaura grāds dabaszinātnēs un pēcdiploma diploms vides zinātnē. Vairāk par viņu varat lasīt viņa vietnē bio lapa.
Rakstā sniegtais detalizētais Lūisa skābes un bāzes salīdzinājums ir diezgan informatīvs un būtisks ikvienam, kas studē vai strādā ķīmijas jomā.
Lūisa skābju un bāzu zinātniskais pielietojums dažādās ķīmiskās reakcijās ir patiesi ievērojams. Zināšanas par šiem jēdzieniem paver jaunas iespējas pētniekiem un zinātniekiem.
Man jāsaka, ka šeit sniegtā atšķirība starp Lūisa skābi un bāzi ir diezgan noderīga. Tas rada skaidrību šajā tēmā un atvieglo izpratni.
Šķiet, ka šī teorija ir diezgan sarežģīta un vidusmēra cilvēkam grūti pilnībā aptverama. Lai to pilnībā saprastu, var būt nepieciešama plaša pieredze ķīmijā.
Šī teorija bija izrāviens un liels solis uz priekšu ķīmisko reakciju un skābju un bāzu uzvedības izpratnē. Ir labi redzēt, kā tas ir veidojis mūsdienu ķīmiju.
Protams, mūsdienu ķīmija ir tik daudz parādā šīm teorijām. Par to ir aizraujoši domāt.
Ir aizraujoši uzzināt, ka Lūisa skābei un bāzei bija būtiska loma ķīmiskās reakcijās, piemēram, skābju-bāzes reakcijās un katalīzē. Šī ir svarīga informācija ķīmijas pasaulei.
Jo īpaši tāpēc, ka šī teorija attiecas uz daudziem ķīmisko vielu un savienojumu aspektiem pasaulē. Lietojumprogrammu skaits ir neierobežots.