أحماض وقواعد لويس

في عام 1923 ، اقترح جي إن لويس تعريفًا عامًا للسلوك الحمضي القاعدي يتم فيه تحديد الأحماض والقواعد من خلال قدرتها على قبول أو التبرع بزوج من الإلكترونات وتشكيل رابطة تساهمية منسقة.

تحدث الرابطة التساهمية الإحداثية (أو الرابطة الأصلية) عندما توفر إحدى الذرات في الرابطة كلا إلكترونين الرابطة. على سبيل المثال، تحدث الرابطة التساهمية الإحداثية عندما يتحد جزيء الماء مع أيون الهيدروجين لتكوين أيون الهيدرونيوم. تنتج الرابطة التساهمية الإحداثية أيضًا عندما يتحد جزيء الأمونيا مع أيون الهيدروجين لتكوين أيون أمونيوم. يتم عرض كلا المعادلتين هنا.

تصنف التفاعلات التي تتضمن تكوين روابط تساهمية منسقة على أنها كيمياء حمض – قاعدية. الأنواع التي تتبرع بزوج الإلكترون الذي يتكون من الرابطة هي قاعدة لويس ، والأنواع التي تقبل زوج الإلكترون هي حمض لويس ، ومنتج التفاعل هو حمض لويس المقرّب. كما يوضح المثالان أعلاه ، فإن تفاعلات Br & # 248 ؛ nsted-Lowry الحمضية القاعدية تمثل فئة فرعية من تفاعلات حمض لويس ، على وجه التحديد ، تلك التي يكون فيها نوع الحمض H ⁺ . يتم وصف بعض الأمثلة التي تتضمن أحماض وقواعد لويس الأخرى أدناه.

تحتوي ذرة البورون الموجودة في ثلاثي فلوريد البورون BF₃ على ستة إلكترونات فقط في غلاف التكافؤ الخاص بها. نظرًا لأن BF₃ يفتقر إلى الثماني المفضل، فهو حمض لويس ممتاز ويتفاعل مع العديد من قواعد لويس؛ أيون الفلوريد هو قاعدة لويس في هذا التفاعل، متبرعاً بأحد أزواجها الوحيدة:

في التفاعل التالي، يتبرع كل من جزيئي الأمونيا، قواعد لويس، بزوج من الإلكترونات لأيون الفضة ، حمض لويس:

تعمل الأكاسيد اللامعدنية كأحماض لويس وتتفاعل مع أيونات الأكسيد ، قواعد لويس ، لتكوين الأوكسجين:

العديد من تفاعلات حمض – قاعدة هي تفاعلات إزاحة حيث تقوم قاعدة لويس بإزاحة قاعدة لويس أخرى من معقد حمضي قاعدي ، أو حيث يقوم حمض لويس بإزاحة حمض لويس آخر:

يتضمن نوع آخر من كيمياء حمض لويس القاعدية تكوين أيون معقد (أو مركب تنسيق) يتكون من ذرة مركزية ، عادةً كاتيون معدني انتقالي ، تحيط به أيونات أو جزيئات تسمى الروابط. يمكن أن تكون هذه الروابط عبارة عن جزيئات محايدة ، مثل H ₂ O أو NH ₃ أو أيونات ، مثل CN ^{& # 8211؛} أو OH ^{& # 8211 ؛} . في كثير من الأحيان ، تعمل الروابط كقواعد لويس ، حيث تتبرع بزوج من الإلكترونات للذرة المركزية.

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 15.2: Lewis Acids and Bases.