Kwasy i zasady Lewisa

Model Brønsteda-Lowry'ego definiuje kwasy i zasady w kategoriach protonów, gdzie kwasy są donorami protonów, a zasady są akceptorami protonów. Natomiast model Lewisa definiuje kwasy i zasady w kategoriach par elektronów, gdzie kwasy Lewisa są akceptorami par elektronów, a zasady Lewisa są donorami par elektronów.

W kwasie Brønsteda, takim jak kwas octowy, wodór może również działać jako kwas Lewisa, ponieważ ma pusty orbital, który przyjmuje elektrony oddane z zasady, takiej jak woda, działającej jak zasada Lewisa.

Zaletą modelu Lewisa jest to, że pozwala naukowcom sklasyfikować większą liczbę związków jako kwasy - w tym te, które nie mają jonizowalnych protonów. Na przykład trifluorek boru nie może być sklasyfikowany jako kwas według modelu Brønsteda-Lowry'ego, ponieważ nie zawiera wodoru.

Jednak trifluorek boru posiada niekompletny oktet z pustym orbitalem, który może przyjąć parę elektronów z zasady Lewisa, taką jak amoniak, a zatem może działać jako kwas Lewisa.

Wynikowy produkt powstały w takich reakcjach kwasowo-zasadowych Lewisa nazywany jest adduktem kwasowo-zasadowym Lewisa.

Niektóre cząsteczki, takie jak dwutlenek węgla, mogą przegrupować swoje elektrony, aby działały jak kwas Lewisa.

Na przykład w reakcji między wodą a dwutlenkiem węgla para elektronów przemieszcza się z wiązania pi węgiel-tlen do końcowego tlenu dwutlenku węgla.

Powstały w ten sposób pusty orbital na atomie węgla pozwala mu przyjąć parę elektronów z cząsteczki wody i działać jak kwas Lewisa. Gdy cząsteczka wody oddaje parę elektronów, działa jak zasada Lewisa.

W dalszym przegrupowaniu proton jest przenoszony z tlenu wodnego do końcowego tlenu dwutlenku węgla, w wyniku czego powstaje addukt kwasu węglowego.

Małe kationy metali, takie jak Al(III), mogą ponownie nabywać pary elektronów i działać jak kwasy Lewisa. Na przykład Al(III) przyjmuje samotne pary elektronów z wody i tworzy jony heksakwaglinu. Tutaj cząsteczki wody oddają pary elektronów i działają jak zasada Lewisa.