5.2
在元素周期表中,第13族的所有元素都有三个价电子。因此,它们会形成三价化合物,其中中心原子具有六个电子(电子六隅体)和一个空轨道。
这些缺电子化合物通过在化学反应中接受其他物质提供的电子来达到八电子稳定结构。
例如,氯化铝通过接受氮原子的孤对电子与氨发生反应。
这使得氯化铝——电子对受体——成为路易斯酸,而氨——电子对供体——成为路易斯碱。
由于两种带相反电荷的物种相互吸引,电子对从碱转移至酸。这使路易斯酸的八隅体结构得以完成,形成路易斯酸—碱加合物。
现在,考虑另一种路易斯酸碱反应,即缺电子的三氟化硼与氨之间的反应。
三氟化硼的静电势图显示,硼原子中心带有明显的正电荷。
以氨为例,氮原子因其非键合电子对而带有负电荷。
相反的电荷导致三氟化硼与氨发生反应。在反应过程中,氨的孤对电子填满了硼的价电子层,使其达到八个电子的稳定结构。
在加合物中,硼带有一个形式负电荷,氮带有一个形式正电荷,从而保持了化合物的净电荷不变。
现在,观察一种质子酸(如盐酸)与一种碱(氨)之间的反应。根据布朗斯特ø根据布朗斯特-劳里定义,HCl 是一种酸,因其具有提供质子的能力。
尽管HCl不是缺电子化合物,但在其与氨的反应中,HCl中的氢原子将其共用电子转移给氯原子,同时接受来自氨的一对电子。因此,HCl也是一种Lewis酸。
本课程在缺电子化合物的八位组规则的背景下深入研究路易斯酸和碱。 这里讨论了这个概念,重点讨论了硼或铝等第 13 族元素。 由于第 13 族元素具有三个价电子,因此它们形成具有六重电子和中心原子空轨道的三价化合物。 因此,这些缺电子化合物接受来自其他元素的电子,以在化学反应中完成其八位组。 根据吉尔伯…