Lewis Acid vs Base: Sự khác biệt và so sánh

Hóa học sẽ không đầy đủ nếu không có sự tương tác giữa Axit Lewis và Bazơ Lewis. Lý thuyết axit Brønsted-Lowry đã định hình ngành hóa học.

GN Lewis, vào năm 1923, cho rằng có sự chuyển dịch của các electron chứ không phải của các proton. Lý thuyết này đã giúp các nhà hóa học dự báo phạm vi phản ứng rộng hơn giữa Axit và Bazơ.

Chìa khóa chính

1. Axit Lewis là chất có thể nhận một cặp electron, trong khi bazơ Lewis là chất có thể tặng một cặp electron.
2. Axit Lewis và một bazơ phản ứng để tạo thành liên kết cộng hóa trị phối trí.
3. Axit và bazơ Lewis đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng hóa học như phản ứng axit-bazơ và xúc tác.

Axit Lewis so với bazơ

Axit Lewis là một loại hóa chất có thể chấp nhận một cặp điện tử, bị thiếu điện tử nguyên tử trong một phản ứng hóa học. Bazơ Lewis là một loại hóa chất có thể tặng một cặp electron trong phản ứng hóa học và là chất có nguyên tử giàu electron.

Axit Lewis có vỏ rỗng và chúng được dán nhãn là chất điện di. Nó là một loài bị thu hút bởi một lõi giàu điện tử. Axit Lewis có năng lượng thấp hơn vì chúng có vỏ rỗng.

Hầu hết tất cả các cation là một phần của loài Axit Lewis. Nếu một phân tử, ion hoặc nguyên tử tình cờ có một bộ tám electron bị thiếu, chúng hoạt động như một Axit Lewis.

Lewis Base có nhiều vỏ và chúng được dán nhãn là nucleophile và chúng có mức năng lượng cao hơn axit của Lewis. Chúng lao vào một điện tích dương với bộ electron đơn độc của chúng.

Hầu hết tất cả các anion là một phần của loài Lewis Base. Nếu một phân tử, nguyên tử hoặc ion tình cờ có một bộ electron Đơn độc, thì chúng hoạt động như Cơ sở Lewis.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	Axit Lewis	Căn cứ Lewis
Năng lượng	Các loài hóa học có năng lượng thấp hơn.	Năng lượng hóa học có năng lượng cao hơn.
Các ion	Hầu hết tất cả các cation là một phần của loài Axit Lewis.	Hầu hết tất cả các anion là một phần của loài Lewis Base.
Thuật ngữ đã biết	điện di	nucleophile
Đặc tính	Trình bày các đặc trưng nhiệt động học khi tạo thành các chất cộng.	Hiển thị tính năng Kinetic.
Electron ở lớp vỏ ngoài cùng	Tập hợp các electron bị thiếu trong lớp vỏ bên ngoài của nó	Tập hợp thêm các electron tự do trong lớp vỏ bên ngoài của nó.

Axit Lewis là gì?

Trước đó vào năm 1916, Lewis đã đề xuất rằng các nguyên tử liên kết chặt chẽ với nhau trong một khung hóa học do sự phân bố của các electron. Theo Gilbert N. Lewis, Axit có thể hút một tập hợp electron từ phân tử thứ hai và hoàn thành dạng ổn định cho một trong các nguyên tử của nó.

Axit Lewis không tự động là axit Brønsted–Lowry. Khi một electron đơn lẻ từ mỗi nguyên tử được tặng, nó được gọi là liên kết cộng hóa trị. Khi một và các electron khác tiếp cận sự gia tăng của một trong các nguyên tử, nó được gọi là liên kết tọa độ. 

Axit Lewis bị giới hạn trong mặt phẳng lượng giác phân loại. Chúng rất đa dạng và phản ứng với Lewis Base để hình thành các chất gây nghiện. Lewis Acid khẳng định tính năng nhiệt động học của sự bổ sung sự hình thành. 

Axit Lewis có thể được phân biệt rõ hơn dựa trên độ cứng và độ mềm. Độ cứng có nghĩa là chúng không phân cực.

Dựa trên độ cứng, axit: Boran, cation kim loại kiềm, H+

Dựa trên Độ mềm, Axit: Ni(0), Ag+

Một số ví dụ về axit Lewis đơn giản:

Organoboranes và boron trihalide là một số Axit Lewis Đơn giản. Minh họa: BF3 + F− → BF4−

Đôi khi Axit Lewis có thể đảm bảo hai Căn cứ Lewis:

Ví dụ: SiF4 + 2 F− → SiF62− (hexafluorosilicate)

Một số ví dụ về axit Lewis phức tạp:

Đôi khi một số hợp chất hóa học yêu cầu kích hoạt bổ sung. Họ cần nó trước khi sản xuất chất phụ gia khi phản ứng với Lewis Base. 

1.  Thông thường, Monomeric BH3 không tồn tại và cần một bước kích hoạt. Sự hình thành các chất cộng Borane là do bước kích hoạt của quá trình phân hủy diborane. Hình minh họa: B2H6 + 2 H− → 2 BH4− Phản ứng: [Mg(H2O)6]2+ + 6 NH3 → [Mg(NH3)6]2+ + 6 H2O
2. Thông thường, nhôm trihalogenua không thể tồn tại trong cấu hình của AIX3. Nó tồn tại dưới dạng polymer và tổng hợp và phân hủy bởi Bazơ.

Ứng dụng của Axit Lewis:

• Friedel-Crafts alkyl hóa 
• Sự hình thành ion carbonium cực kỳ ưa điện. Hình minh họa: RCl +AlCl3 → R+ + AlCl4−

Căn cứ Lewis là gì?

Lý thuyết axit-bazơ Brønsted–Lowry phát biểu rằng bất cứ khi nào Axit và Bazơ phản ứng với nhau, axit sẽ cấu hình bazơ liên hợp của nó. Mặt khác, Bazơ trao đổi một proton và cấu hình axit liên hợp của nó. 

Lý thuyết Lewis đã thiết lập dựa trên cấu trúc điện tử. Bazơ Lewis có thể phân phối một tập hợp các electron cho H+ (proton) và bazơ liên hợp của nó trong lý thuyết axit-bazơ Brønsted–Lowry được hình thành bằng cách mất H+.

Vì vậy, nhìn vào lý thuyết axit-bazơ của Brønsted–Lowry và Lý thuyết Lewis, một bazơ Lewis cũng có thể được phân loại là bazơ Brønsted–Lowry. 

Các bazơ Lewis là các amin thông thường (ammonia), pyridin và các chất dẫn xuất, và các alkylamine. Cơ sở Lewis có quỹ đạo phân tử chiếm tỷ lệ cao nhất và họ khẳng định tính năng động học của sự hình thành cộng.

Lewis Bases có thể được phân biệt thêm dựa trên độ cứng và độ mềm. Mềm mại có nghĩa là chúng có thể phân cực và lớn hơn. 

Cơ sở cứng: Nước, Clorua, Amoniac, Amin.

Căn cứ mềm: Carbon Monoxide, Thioether. 

Ứng dụng của căn cứ Lewis:

Các chất cho cặp điện tử hình thành các hợp chất bằng các nguyên tố thích nghi kết luận được xem là Căn cứ Lewis. Chúng thậm chí còn được gọi là Ligand. Do đó, ứng dụng của Lewis Bases nằm rộng rãi trong việc hình thành các chất xúc tác kim loại.

Khi Lewis Bases hình thành nhiều liên kết với Lewis Acids, chúng trở thành đa răng cưa (tác nhân tạo phức). 

Các công ty dược phẩm phụ thuộc vào Chiral Lewis Bases, vì họ đưa ra chất chirality trên chất xúc tác. Tính chất này tạo điều kiện cho sự hình thành xúc tác không đối xứng, điều này rất quan trọng để sản xuất dược phẩm. 

Sự khác biệt chính giữa axit Lewis và bazơ

1. Axit Lewis thu được một tập hợp các electron. Lewis Base đưa ra cặp điện tử của họ.
2. Axit Lewis có lõi giàu điện tử. Cơ sở Lewis lao về phía các nguyên tử hoặc phân tử tích điện dương.
3. Axit Lewis có một bộ electron bị thiếu ở lớp vỏ ngoài của nó. Cơ sở Lewis có thêm một bộ electron không bị vướng vào liên kết hóa học. 
4. Axit Lewis không có quỹ đạo phân tử chiếm cao nhất. Quỹ đạo phân tử của Lewis Bases tập trung cao độ.
5. Axit Lewis không phải là axit Brønsted-Lowry. Căn cứ Brønsted-Lowry có thể là Căn cứ Lewis.

dự án

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

Cập nhật lần cuối: ngày 11 tháng 2023 năm XNUMX