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15.14: 路易斯酸和碱
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路易斯酸和碱
 
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15.14: 路易斯酸和碱

1923 年, G. N. 路易斯提出了一个 酸-碱 行为的通用定义,其中酸和碱通过接受或捐赠一对电子并形成坐标共价键的能力来识别。

当键中的某个原子同时提供两个键电子时,就会出现坐标系共价键 (或配位键)。 例如,当水分子与氢离子结合形成水合氢离子时,就会出现坐标共价键。 当氨分子与氢离子结合形成铵离子时,也会产生坐标共价键。 这两个方程式都显示在此处。

Image1

涉及形成坐标共价键的反应被归类为路易斯 酸-碱 化学。 组成键的电子对的捐赠物种是路易斯碱,接受电子对的物种是路易斯酸,反应的生成物是路易斯 酸-碱 加合物。 如上述两个例子所示, 布朗斯特-劳里 酸-碱 反应代表路易斯酸反应的一个子类别,特别是那些酸类为 H+ 的反应。 下面介绍一些涉及其他路易斯酸和碱的示例。

三氟硼中的硼原子 BF3 在其价壳层中只有六种电子。 由于缺乏首选的八偶体, BF3 是一种非常好的路易斯酸,并与许多路易斯碱发生反应;在这种反应中,氟化离子是路易斯碱,其中一种是孤对:

Image2

在以下反应中,两个氨分子 (路易斯碱) 中的每一个向银离子路易斯酸捐献一对电子:

Image3

非金属氧化物充当路易斯酸并与氧化物离子路易斯碱发生反应以形成氧化阴离子:

Image4

许多路易斯 酸-碱 反应是位移反应,其中一个路易斯碱从 酸-碱 加合物中置换另一个路易斯碱,或者一个路易斯酸置换另一个路易斯酸:

Image5

另一种类型的路易斯 酸-碱 化学涉及形成一个错合离子 (或一个协调组合体) ,其中包括一个中心原子,通常是一个过渡金属阳离子,周围有被称为配体的离子或分子。 这些配体可以是中性分子 (如 H2O 或 NH3) ,也可以是离子 (如 CN OH)。 通常,配体充当路易斯碱,向中心原子捐献一对电子。

本文改编自 Openstax, 化学 2e, 第15.2节:路易斯酸和碱

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