Hvad sker der i en Lewis-syre-basereaktion?

I en Lewis-syre-base-reaktion accepterer syren elektroner, mens basen donerer elektroner. Dette syn på syrer og baser gør det muligt for kemikere at forstå bedre opførsel af stoffer, der ikke passer ind i det klassiske syn på syrer og baser. Traditionelt er syrer materialer, der danner hydrogenioner (H ^{+) i en vandopløsning, mens baser danner hydroxidioner (OH). En mere generaliseret opfattelse er, at syrer donerer protoner, H + -ionen, mens baser accepterer protoner. Lewis-definitionen er bredere end denne forklaring, idet den vedrører tilfælde, hvor der ikke er nogen hydrogenion. En sådan model er vigtig i biologiske reaktioner såsom dem, der involverer jern og hæmoglobin, hvor intet proton overføres. Disse reaktioner kan beskrives ved hjælp af Lewis-syre-base-reaktionsdefinitionerne.}

TL; DR (for lang; læste ikke)

En Lewis-syre-base-reaktion involverer en overførsel af elektroner fra basen til syren, hvilket resulterer i en ny kovalent binding. Lewis-metoden til at se syrer og baser som elektronacceptorer og donorer er bredere end den traditionelle hydrogenion eller protonbaseret metode og er nyttig til at beskrive reaktioner, hvor der ikke er nogen protonoverførsel.
The Lewis Description of Traditional Acid- Basisreaktioner

For reaktioner, der involverer almindelige syrer og baser, adskiller Lewis-synet på reaktionen sig fra de traditionelle Arrhenius- og Bronsted-Lowry-beskrivelser, men resultaterne er identiske. For eksempel, når saltsyre (HCI) reagerer med basen-natriumhydroxid (NaOH), adskilles begge i vand til dannelse af H ^{+, Cl -, Na + og OH - ioner. H + og OH - ioner af syrer og baser kombineres altid til dannelse af H _{2O, og i dette tilfælde danner natrium- og chlorioner natriumchlorid eller almindeligt bordsalt, der forbliver i opløsning.}}

En anden måde at se på syre-basereaktioner er, at syren altid giver et proton, hydrogenion, mens basen altid accepterer et proton via hydroxidion, de to kombinerer til dannelse af vand. Derfor er en syre ethvert stof, der er en protondonor, og en base er ethvert stof, der accepterer et proton.

Lewis-synet på reaktionen fokuserer på elektronerne. Når HCI dissocieres til ioner, mister hydrogenion et elektron til chlorion. Når NaOH dissocieres, får hydroxidionen et elektron fra natriumionen. Hydroxidionen består af et iltatom med seks elektroner i det ydre elektronskal og et brintatom med et elektron. Det har den ekstra hydroxidionelektron i i alt otte elektroner, der er tilgængelige til kemisk binding. To af dem deles med hydrogenatom i en kovalent binding, mens de andre seks er ubundne par. I Lewis-visningen donerer hydroxidionen et elektronpar til hydrogenion for at danne en anden kovalent binding, hvilket producerer et vandmolekyle. Ved Lewis-syre-base-reaktioner er en syre ethvert stof, der accepterer elektroner, mens en base donerer elektroner.
Ikke-Proton Lewis-syre-base-reaktioner

Den Lewis-elektronbaserede definition af syrer og baser er bred og tillader beskrivelse af reaktioner, hvor der ikke er noget proton til stede. For eksempel reagerer bortrifluorid (BF <3) og ammoniak (NH <3) til dannelse af ammoniak-bor-trifluorid, [B (NH <3) F <3]. Bortrifluorid er en Lewis-syre, der accepterer et elektronpar fra ammoniak, en Lewis-base. Ammoniak har et ikke-bundet elektronpar, som det donerer, og at boratomet accepterer at danne en kovalent binding.

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