Chemie zou onvolledig zijn zonder interactie tussen Lewis-zuren en Lewis-basen. De Brønsted-Lowry-zuurtheorie heeft de chemie gevormd.
GN Lewis suggereerde in 1923 dat er een overdracht is van elektronen en niet van protonen. Deze theorie hielp chemici bij het voorspellen van een breder scala aan reacties tussen zuren en basen.
Key Takeaways
- Lewis-zuur is een stof die een paar elektronen kan accepteren, terwijl Lewis-base een stof is die een paar elektronen kan doneren.
- Lewis-zuur en een base reageren om een gecoördineerde covalente binding te vormen.
- Lewiszuur en -base spelen een belangrijke rol bij chemische reacties zoals zuur-basereacties en katalyse.
Lewis-zuur versus base
Een Lewis-zuur is een chemische soort die een paar elektronen kan accepteren, met een elektron-deficiëntie atoom tijdens een chemische reactie. Een Lewis-base is een chemische stof die dat wel kan schenken een paar elektronen tijdens een chemische reactie en is een stof met een elektronenrijk atoom.
Lewiszuur heeft lege omhulsels en ze worden geëtiketteerd als elektrofielen. Het is een soort die naar een elektronenrijke kern wordt gelokt. Lewiszuren hebben een lagere energie omdat ze lege omhulsels hebben.
Vrijwel alle kationen maken deel uit van de Lewiszuursoort. Als een molecuul, ion of atoom toevallig een gebrekkige set octetelektronen hebben, gedragen ze zich als een Lewis-zuur.
Lewis Base heeft overvloedige schillen, en ze worden aangeduid als nucleofielen, en ze hebben een hoger energieniveau dan Lewis' zuren. Ze haasten zich naar een positieve lading met hun enige set van een elektron.
Bijna alle anionen maken deel uit van de Lewis Base-soort. Als een molecuul, atoom of ion toevallig een eenzame set van een elektron heeft, gedragen ze zich als een Lewis-basis.
Vergelijkingstabel
| Parameters van vergelijking: | Lewis zuur | Lewis-basis |
|---|---|---|
| Energie | Chemische soorten hebben een lagere energie. | Chemische energie heeft hogere energie. |
| Ionen | Vrijwel alle kationen maken deel uit van de Lewiszuursoort. | Bijna alle anionen maken deel uit van de Lewis Base-soort. |
| Bekende term | elektrofiel | nucleofiel |
| Kenmerk | Toon thermodynamische kenmerken bij het vormen van adducten. | Toon Kinetic-functie. |
| Elektronen in de buitenste schil | Onvoldoende set elektronen in de buitenste schillen | Extra set elektronen vrij in de buitenste schillen. |
Wat is een Lewis-zuur?
Eerder in 1916 stelde Lewis voor dat atomen samengeknepen worden in een chemisch frame door de verdeling van elektronen. Volgens Gilbert N. Lewis kan Acid een elektronenset van een tweede molecuul aantrekken en een stabiele vorm voor een van zijn atomen voltooien.
Een Lewis-zuur is niet automatisch een Brønsted-Lowry-zuur. Wanneer een enkelvoudig elektron van elk atoom wordt gedoneerd, wordt dit een covalente binding genoemd. Wanneer de ene en de andere elektronen de opkomst van een van de atomen naderen, wordt dit een gecoördineerde binding genoemd.
Lewiszuur wordt beperkt tot het trigonale vlak classificatie. Ze zijn divers en reageren met Lewis Base om adducten te vormen. Lewis Acid bevestigt de thermodynamische eigenschap van adductie vorming.
Lewiszuren kunnen verder worden onderscheiden op basis van hardheid en zachtheid. Hardheid betekent dat ze niet-polariseerbaar zijn.
Op basis van hardheid, zuren: Boranen, alkalimetaalkationen, H+
Op basis van zachtheid, zuren: Ni(0), Ag+
Enkele voorbeelden van eenvoudige Lewis-zuren:
De organoboranen en boortrihalogeniden zijn enkele van de eenvoudige Lewis-zuren. Afbeelding: BF3 + F− → BF4−
Soms kan Lewiszuur twee Lewisbasen beveiligen:
Voorbeeld: SiF4 + 2 F− → SiF62− (hexafluorsilicaat)
Enkele voorbeelden van complexe Lewiszuren:
Soms vereisen sommige van de chemische verbindingen extra activering. Ze hebben het nodig voordat ze het adduct produceren wanneer ze reageren met Lewis Base.
- Monomeer BH3 bestaat meestal niet en heeft een activeringsstap nodig. De vorming van boraanadducten is het gevolg van de activeringsstap van diboraanafbraak. Illustratie: B2H6 + 2 H− → 2 BH4− Reactie: [Mg(H2O)6]2+ + 6 NH3 → [Mg(NH3)6]2+ + 6 H2O
- Gewoonlijk kunnen aluminiumtrihalogeniden niet voorkomen in de configuratie van AIX3. Het bestaat als een polymeer en aggregeert en degradeert door basen.
Toepassing van Lewis-zuren:
- Friedel-Crafts alkylering
- Vorming van carboniumionen die enorm elektrofiel zijn. Illustratie: RCl +AlCl3 → R+ + AlCl4−
Wat is een Lewisbasis?
De zuur-base-theorie van Brønsted-Lowry stelt dat telkens wanneer een zuur en een base met elkaar reageren, het zuur zijn geconjugeerde base configureert. De Base, aan de andere kant, verwisselt een proton en configureert zijn geconjugeerde zuur.
De Lewis-theorie is gebaseerd op de elektronische structuur. Lewis Base kan een set elektronen afgeven aan H+ (proton), en zijn geconjugeerde base van de Brønsted-Lowry zuur-base theorie wordt gevormd door H+ te verliezen.
Dus kijkend naar de zuur-base-theorie van Brønsted-Lowry en de Lewis-theorie, kan een Lewis-base ook worden geclassificeerd als een Brønsted-Lowry-base.
Lewisbasen zijn conventionele aminen (ammoniak), pyridine en derivaten, en alkylaminen. Lewis Base heeft de hoogst bezette moleculaire baan, en zij bevestigen het kinetische kenmerk van adductievorming.
Lewis basen kunnen verder worden onderscheiden op basis van hardheid en zachtheid. Zachtheid betekent dat ze polariseerbaar en groter zijn.
harde basen: Water, Chloride, Ammoniak, Aminen.
Zachte basen: Koolmonoxide, thioethers.
Toepassing van Lewis-basen:
Elektronenparen die verbindingen vormgeven door sluitende elementen aan te passen, worden gezien als Lewis-basen. Ze zijn zelfs bekend als liganden. De toepassing van Lewis Basen ligt dus wijdverspreid in het vormen van metaalkatalysatoren.
Omdat Lewis-basen veel bindingen vormen met Lewis-zuren, worden ze multidentaat (chelaatvormende middelen).
Farmaceutische bedrijven zijn afhankelijk van chirale Lewis-basen, omdat ze chiraliteit afgeven op een katalysator. Deze eigenschap vergemakkelijkt de vorming van asymmetrische katalyse, wat belangrijk is voor het produceren van geneesmiddelen.
Belangrijkste verschillen tussen Lewis-zuur en -base
- Een Lewis-zuur verkrijgt een set elektronen. Lewis Base deelt hun paar elektronen uit.
- Lewiszuur heeft een elektronenrijke kern. Lewis Base haast zich naar positief geladen atomen of moleculen.
- Lewiszuur heeft een tekort aan elektronen in de buitenste schillen. Lewis Base heeft een extra set elektronen die vrij zijn van de verstrengeling van chemische binding.
- Lewiszuur heeft niet de hoogst bezette moleculaire baan. De moleculaire baan van de Lewis-basen is sterk geconcentreerd.
- Een Lewis-zuur is geen Brønsted-Lowry-zuur. Bronsted-Lowry Base kan een Lewis Base zijn.
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/cr60311a002
- https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/html/10.1055/s-2005-869831
Laatst bijgewerkt: 11 juni 2023
Ik heb zoveel moeite gestoken in het schrijven van deze blogpost om jou van waarde te kunnen zijn. Het zal erg nuttig voor mij zijn, als je overweegt het te delen op sociale media of met je vrienden/familie. DELEN IS ️
Piyush Yadav heeft de afgelopen 25 jaar als natuurkundige in de lokale gemeenschap gewerkt. Hij is een natuurkundige die gepassioneerd is om wetenschap toegankelijker te maken voor onze lezers. Hij heeft een BSc in natuurwetenschappen en een postdoctoraal diploma in milieuwetenschappen. Je kunt meer over hem lezen op zijn bio pagina.
De gedetailleerde vergelijking van Lewis-zuur en -base in het artikel is behoorlijk informatief en essentieel voor iedereen die studeert of werkt op het gebied van de scheikunde.
De wetenschappelijke toepassingen van Lewis-zuren en -basen in verschillende chemische reacties zijn werkelijk opmerkelijk. De kennis van deze concepten opent nieuwe mogelijkheden voor onderzoekers en wetenschappers.
Ik moet zeggen dat het hier gepresenteerde onderscheid tussen Lewis-zuur en base behoorlijk nuttig is. Het brengt duidelijkheid in dit onderwerp en vergemakkelijkt het begrip.
Deze theorie lijkt tamelijk complex en moeilijk te begrijpen voor de gemiddelde persoon. Het kan een uitgebreide achtergrond in de scheikunde vereisen om het volledig te begrijpen.
Deze theorie was een doorbraak en een grote stap voorwaarts in het begrijpen van chemische reacties en het gedrag van zuren en basen. Het is goed om te zien hoe het de moderne chemie heeft gevormd.
Absoluut, de moderne chemie heeft zoveel te danken aan deze theorieën. Het is fascinerend om over na te denken.
Het is fascinerend om te leren dat Lewis-zuur en -base een cruciale rol speelden in chemische reacties zoals zuur-base-reacties en katalyse. Dit is belangrijke informatie voor de wereld van de chemie.
Vooral omdat deze theorie van toepassing is op veel aspecten van chemicaliën en verbindingen in de wereld. De toepassingen zijn onbeperkt.