Hvad sker der i en Lewis-syrebase-reaktion?

I en Lewis-syrebase-reaktion accepterer syren elektroner, mens basen donerer elektroner. Denne opfattelse af syrer og baser gør det muligt for kemikere at forstå bedre adfærd af stoffer, der ikke passer ind i den klassiske opfattelse af syrer og baser. Traditionelt er syrer materialer, der danner hydrogenioner (H ^{+) i en vandopløsning, mens baserne danner hydroxidioner (OH). Et mere generaliseret synspunkt er, at syrer donerer protoner, H + ion, mens baser accepterer protoner. Lewis-definitionen er bredere end denne forklaring, idet den omhandler tilfælde, hvor der ikke er hydrogenion. En sådan model er vigtig i biologiske reaktioner, såsom dem der involverer jern og hæmoglobin, hvor ingen proton overføres. Disse reaktioner kan beskrives under anvendelse af Lewis-syre-basereaktionsdefinitionerne.}

TL; DR (for lang, ikke læst)

En Lewis-syrebasereaktion indebærer en overførsel af elektroner fra basen til syren, hvilket resulterer i en ny kovalent binding. Lewis måde at se på syrer og baser som elektronacceptorer og donorer er bredere end den traditionelle hydrogenion eller protonbaserede metode og er nyttig ved at beskrive reaktioner, hvor der ikke er nogen protonoverførsel.

Lewis Beskrivelse af Traditionelle syrebasereaktioner

For reaktioner, der involverer almindelige syrer og baser, adskiller Lewis-reaktionen fra reaktionen fra de traditionelle Arrhenius- og Bronsted-Lowry-beskrivelser, men resultaterne er ens. Når f.eks. Saltsyre (HCI) reagerer med basen natriumhydroxid (NaOH), dissocieres begge i vand for at danne H ^{+, Cl - Na + og OH - ioner. H + og OH - ionerne af syrer og baser kombineres altid til H _{2O, og i dette tilfælde danner natrium- og chlorionerne natriumchlorid eller almindeligt bordssalt, som forbliver i opløsning.}}

En anden måde at se på syrebasereaktioner er, at syren altid giver en proton, hydrogenionen, mens basen altid accepterer en proton via hydroxidionen, de to kombinerer for at danne vand. Derfor er en syre et hvilket som helst stof, der er en proton donor, og en base er ethvert stof der accepterer en proton.

Lewis-reaktionen fokuserer på elektronerne. Når HCI dissocieres i ioner, mister hydrogenionen en elektron til chlorionen. Når NaOH dissocierer, vinder hydroxidionen en elektron fra natriumionen. Hydroxidionen består af et oxygenatom med seks elektroner i sin ydre elektronskal og et hydrogenatom med en elektron. Den har den ekstra hydroxidionelektron til i alt otte elektroner til rådighed for kemisk binding. To af dem deles med hydrogenatomet i en kovalent binding, mens de øvrige seks er ubundne par. I Lewis-udsigten donerer hydroxidionen et elektronpar til hydrogenionen for at danne en anden kovalent binding, der producerer et vandmolekyle. For Lewis-syre-basereaktioner er en syre et hvilket som helst stof, der accepterer elektroner, mens en base donerer elektroner.

Ikke-proton-Lewis-syre-basereaktioner

Den Lewis-elektronbaserede definition af syrer og baserne er brede og tillader beskrivelsen af ​​reaktioner, hvor der ikke er proton. For eksempel omsættes bortrifluorid (BF _{3) og ammoniak (NH 3) til dannelse af ammoniak-bortrifluorid, [B (NH 3) F 3]. Bortrifluorid er en Lewis-syre, der accepterer et elektronpar fra ammoniak, en Lewis-base. Ammoniak har et ikke-forbundet elektronpar, som det donerer, og at boratomet accepterer til dannelse af en kovalent binding.}

Andre Lewis-syrebasereaktioner involverer metalioner af jern, magnesium og zink, som er vigtige i mange biologiske kemiske reaktioner. Sådanne reaktioner involverer ikke protonoverførsel, men kan beskrives som syrebasereaktioner under anvendelse af Lewis-definitionerne.