Οξύ και Βάση Lewis

Η θεωρία Lewis της αντίδρασης οξέος-βάσης περιγράφει το οξύ και τη βάση του Lewis ως δέκτη του ζεύγους ηλεκτρονίων και δότη του ζεύγους ηλεκτρονίων, αντίστοιχα. Έτσι, η βάση Lewis υποδηλώνει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων στο οξύ για να σχηματίσει ένα υποπροϊόν που αποτελείται από τον ομοιοπολικό δεσμό συντεταγμένων. Αυτό το προϊόν είναι γνωστό ως προσθήκη Lewis. Το οξύ και οι βάσεις είναι τα βασικά θέματα της Χημείας. Το θέμα οξέος/βάσης Lewis είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες θεωρίες και υπερβαίνει τα ιόντα Η+ και ΟΗ- για να ορίσει οξέα και βάσεις. Εκτός από ακαδημαϊκούς, έχουμε συναντήσει και αρκετές χρήσεις οξέος και βάσης στην καθημερινή μας ζωή. Επομένως, διαβάστε διεξοδικά το υλικό μελέτης του οξέος και της βάσης lewis για να κατανοήσετε καλύτερα το θέμα.

Οξύ Lewis

Τα οξέα Lewis είναι χημικές ενώσεις με κενά τροχιακά και έχουν τη δυνατότητα να δεχτούν το ζεύγος ηλεκτρονίων από τις βάσεις Lewis. Το "Lewis" υποδηλώνει το χημικό είδος που έχει την τριγωνική επίπεδη δομή και ένα κενό p-τροχιακό. Το BR3 είναι ένα παράδειγμα μιας τέτοιας κατηγορίας οξέος Lewis. (εδώ, το R μπορεί να είναι ένας οργανικός υποκαταστάτης ή ένα αλογονίδιο). Ορισμένες ενώσεις όπως το νερό είναι γνωστές και ως βάσεις Lewis και ως οξύ καθώς μπορούν να δωρίσουν και να αποδεχτούν τα ζεύγη ηλεκτρονίων ανάλογα με τον τύπο της αντίδρασης.

Παραδείγματα των οξέων Lewis

Πολλές αντιδράσεις περιλαμβάνουν οξέα και βάσεις Lewis. Μερικά κοινά παραδείγματα οξέων Lewis που μπορούν να αποκτήσουν ζεύγη ηλεκτρονίων είναι:-

Τα ιόντα H+ (ή πρωτόνια) μπορούν να θεωρηθούν οξέα Lewis και τα κατιόντα των στοιχείων d block που απεικονίζουν καταστάσεις υψηλής οξείδωσης δρουν ως δέκτης ζεύγους ηλεκτρονίων. Ένα παράδειγμα τέτοιου στοιχείου είναι ο Σίδηρος (Fe2+ και Fe3+).
Κατιόντα μετάλλων όπως το Li+ και το Mg2+ δημιουργούν ενώσεις συντονισμού με το νερό ως συνδέτη. Αυτές οι υδάτινες ενώσεις μπορούν να λάβουν ζεύγη ηλεκτρονίων και ενεργούν ως οξέα Lewis.
CH3+ και άλλα τριγωνικά επίπεδα είδη παράγουν καρβοκατιόντα που παίρνουν ζεύγη ηλεκτρονίων.
Τα οξέα Lewis μπορούν να παραχθούν από τα πεντααλίδια των ακόλουθων στοιχείων της ομάδας 15:αντιμόνιο, αρσενικό και φώσφορο.
Κατιόντα στοιχείων d block που απεικονίζουν καταστάσεις υψηλής οξείδωσης
Χαλκός (Cu)
Ιόντα υδρογόνου (H+) με τα ιόντα ονίου (H3O+)

Οποιοδήποτε σύστημα με έλλειψη ηλεκτρονίων, όπως οι ενόνες, μπορεί να λειτουργήσει ως δέκτης ζευγών ηλεκτρονίων εκτός από τις χημικές ενώσεις που αναφέρονται παραπάνω.

Βάση Lewis

Μια βάση Lewis είναι ένας δότης ζεύγους ηλεκτρονίων. Είναι μια ένωση που δίνει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων για να σχηματίσει έναν ομοιοπολικό δεσμό. Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό, μια βάση Lewis είναι ένα πυρηνόφιλο. Η μεταφορά ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων από μια βάση σε ένα όξινο μέσο αντιπροσωπεύει την αντίδραση οξέος-βάσης Lewis. Μπορούμε να συμπεράνουμε από την παραπάνω αντίδραση ότι αυτό το ζεύγος ηλεκτρονίων δεν συνδέεται με οξέα. Τα μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια είναι ένας τύπος χαλαρής αλλαγής που συμβαίνει. Λόγω της έλλειψης ηλεκτρονίων, ένα ιόν υδρογόνου μπορεί να λάβει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων.

Οι πιο δημοφιλείς βάσεις Lewis είναι οι αλκυλαμίνες, η αμμωνία και άλλες ομάδες αμίνης. Οι βάσεις Lewis είναι ανιονικές και το pKa του μητρικού οξέος καθορίζει την ισχύ της βάσης τους. Οι βάσεις Lewis μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ως πυρηνόφιλα, καθώς είναι οντότητες πλούσιες σε ηλεκτρόνια με την ικανότητα να συνεισφέρουν ζεύγη ηλεκτρονίων. Τα οξέα Lewis ταξινομούνται ως ηλεκτρόφιλα.

Παραδείγματα βάσεων Lewis

Όπως έχουμε διαβάσει παραπάνω, οι βάσεις Lewis είναι οι χημικές ενώσεις ή στοιχεία που μπορούν να δώσουν ένα ηλεκτρόνιο. Μερικά από τα πιο κοινά παραδείγματα βάσης Lewis είναι:-

Η πυριδίνη και τα παράγωγά της μπορούν να δωρίσουν τα ζεύγη ηλεκτρονίων τους. Ως εκ τούτου, ταξινομείται ως η βάση Lewis.
Οι ενώσεις στις οποίες τα στοιχεία ανήκουν στην ομάδα 16 του Περιοδικού Πίνακα, όπως το Τελλούριο, το Θείο, το Οξυγόνο και το Σελήνιο, εμφανίζουν καταστάσεις οξείδωσης -2 είναι γνωστές ως Βάσεις Lewis. Οι κετόνες και οι ενώσεις του νερού είναι παραδείγματα τέτοιων ομάδων.
Τα απλά ανιόντα με το ζεύγος ηλεκτρονίων λειτουργούν ως βάσεις Lewis δηλώνοντας τα επιπλέον ηλεκτρόνια. Μερικά πολύπλοκα ανιόντα όπως το θειικό ανιόν (SO42-) μπορούν να δωρίσουν το ζεύγος ηλεκτρονίων τους. Τα άλλα κοινά παραδείγματα αυτών των ανιόντων είναι τα H– και F–.
Τα π-συστήματα όπως το αιθένιο, το βενζόλιο και το αιθένιο είναι επίσης πλούσια σε ηλεκτρόνια και παρουσιάζουν ικανότητες δωρεάς ηλεκτρονίων.
Τα αδύναμα οξέα Lewis έχουν ισχυρές συζευγμένες βάσεις Lewis. Εκτός από αυτό, λόγω της ικανότητας δωρεάς ζεύγους ηλεκτρονίων, αρκετά χημικά είδη με ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων, όπως CH3– και OH–, ταξινομούνται ως βάσεις Lewis.

Μερικά από τα κοινά παραδείγματα βάσεων Lewis είναι

H2O
SbCl5
C2H2
Εγώ–
NH3
F–
CH3–
Η–
Cl–
SO42-

Χημικές αντιδράσεις μεταξύ οξέος Lewis και βάσης

Όταν πρόκειται για την έννοια του Lewis των αντιδράσεων οξέος-βάσης, οι βάσεις είναι γνωστές για τη συμβολή των ζευγών ηλεκτρονίων, ενώ τα οξέα δέχονται αυτά τα ζεύγη ηλεκτρονίων. Ως αποτέλεσμα, ένα οξύ Lewis μπορεί να είναι οποιαδήποτε ένωση, όπως ένα ιόν Η+, που δέχεται μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια ζευγαρώματος. Για να το θέσω αλλιώς, το οξύ Lewis είναι ένας δέκτης ζεύγους ηλεκτρονίων. Ένα ιόν ΟΗ–, από την άλλη πλευρά, μπορεί να είναι η καλύτερη βάση Lewis επειδή συνεισφέρει ένα ζεύγος μη δεσμευτικών ηλεκτρονίων. Μια βάση Lewis είναι επομένως ένας δότης ζεύγους ηλεκτρονίων.

Συμπέρασμα

Μελετήσαμε τον ορισμό, τις ιδιότητες, τις εφαρμογές και τα παραδείγματα των οξέων και βάσεων Lewis στις παραπάνω σημειώσεις. Τα οξέα και οι βάσεις Lewis είναι δέκτες ζευγών ηλεκτρονίων και δότες ζευγών ηλεκτρονίων, αντίστοιχα. Ως αποτέλεσμα, μια βάση Lewis μπορεί να μεταφέρει δύο ηλεκτρόνια σε ένα οξύ Lewis, με αποτέλεσμα ένα προϊόν με ομοιοπολικό δεσμό συντεταγμένων. Εάν προετοιμάζεστε για την επερχόμενη εξέταση IIT JEE ή NEET, μπορείτε να προτιμήσετε αυτές τις σημειώσεις του υλικού μελέτης για το οξύ και τη βάση του λούις για να κατανοήσετε καλύτερα τις έννοιες.