Die Chemie wäre ohne die Wechselwirkung zwischen Lewis-Säuren und Lewis-Basen unvollständig. Die Brønsted-Lowry-Säuretheorie hat die Chemie geprägt. G. N. Lewis schlug 1923 vor, dass Elektronen und nicht Protonen übertragen werden. Diese Theorie half Chemikern, ein breiteres Spektrum von Reaktionen zwischen Säuren und Basen vorherzusagen.
Lewis-Säure vs. Base
Der Unterschied zwischen Lewis-Säure und -Base besteht in der Fähigkeit, Elektronen beizutragen oder aufzunehmen. Lewis-Säure ist eine chemische Abteilung. Es hat eine leere elektronische Hülle und ist in der Lage, einen Elektronensatz zu erhalten. Sie bilden eine kovalente Bindung, wenn sie Elektronen erhalten. Auf der anderen Seite ist die Lewis-Base eine chemische Abteilung, die ihr einsames Elektronenpaar ausgibt. Lewis-Base hat eine vollständige elektronische Hülle. Sie haben einen zusätzlichen Satz eines Elektrons, das in keine Bindung eingebunden ist.
Lewis-Säure hat leere Hüllen, und sie existieren als Elektrophile markiert. Es ist eine Spezies, die zu einem elektronenreichen Kern gelockt wird. Lewis-Säuren haben eine geringere Energie, da sie leere Hüllen haben. Fast alle Kationen sind Teil der Lewis-Säure-Spezies. Wenn ein Molekül, Ion oder Atom einen Mangel an Oktettelektronen hat, verhalten sie sich wie eine Lewis-Säure.
Lewis-Base hat reichlich Schalen, und sie existieren als Nukleophile markiert, und sie haben ein höheres Energieniveau als Lewis-Säuren. Sie stürzen sich mit ihrem einsamen Satz eines Elektrons auf eine positive Ladung. Fast alle Anionen sind Teil der Lewis-Base-Spezies. Wenn ein Molekül, ein Atom oder ein Ion zufällig einen einsamen Satz eines Elektrons hat, verhalten sie sich als Lewis-Base.
Vergleichstabelle zwischen Lewis-Säure und -Base
| Vergleichsparameter | Lewis-Säure | Lewis-Basis |
| Energie | Chemische Spezies haben eine geringere Energie. | Chemische Energie hat eine höhere Energie. |
| Ionen | Fast alle Kationen sind Teil der Lewis-Säure-Spezies. | Fast alle Anionen sind Teil der Lewis-Base-Spezies. |
| Bekannter Begriff | Elektrophil | Nukleophil |
| Besonderheit | Zeigen thermodynamische Merkmale bei der Bildung von Addukten. | Kinetische Funktion anzeigen. |
| Elektronen in der Außenhülle | Mangelhafter Elektronensatz in seinen äußeren Schalen | Ein zusätzlicher Satz freier Elektronen in seinen äußeren Schalen. |
Was ist eine Lewis-Säure?
Anfang 1916 schlug Lewis vor, dass Atome durch die Verteilung von Elektronen in einem chemischen Gerüst zusammengeballt werden. Laut Gilbert N. Lewis kann Säure einen Elektronensatz von einem zweiten Molekül anziehen und für eines seiner Atome eine stationäre Form vervollständigen.
Eine Lewis-Säure ist nicht automatisch eine Brønsted-Lowry-Säure. Wenn von jedem Atom ein einzelnes Elektron abgegeben wird, wird dies als kovalente Bindung bezeichnet. Wenn sich von einem der Atome das eine und das andere Elektron nähert, spricht man von einer koordinativen Bindung.
Lewis-Säure beschränkt sich auf die trigonal-planare Klassifikation. Sie sind vielfältig und reagieren mit Lewis-Base, um Addukte zu bilden. Lewis-Säure bestätigt das thermodynamische Merkmal der Adduktionsbildung.
Lewis-Säuren können weiter nach Härte und Weichheit unterschieden werden. Härte bedeutet, dass sie nicht polarisierbar sind.
Basierend auf Härte, Säuren: Borane, Alkalimetallkationen, H+
Basierend auf Weichheit, Säuren: Ni(0), Ag+
Einige Beispiele für einfache Lewis-Säuren:
Die Organoborane und Bortrihalogenide sind einige der einfachen Lewis-Säuren. Abbildung: BF3 + F− → BF4−
Manchmal kann Lewis-Säure zwei Lewis-Basen sichern:
Beispiel: SiF4 + 2 F− → SiF62− (Hexafluorsilikat)
Einige Beispiele für komplexe Lewis-Säuren:
Manchmal erfordern einige der chemischen Verbindungen eine zusätzliche Aktivierung. Sie benötigen es vor der Bildung des Addukts bei der Reaktion mit Lewis-Base.
Anwendung von Lewis-Säuren:
Was ist eine Lewis-Base?
Die Brønsted-Lowry-Säure-Base-Theorie besagt, dass immer dann, wenn eine Säure und eine Base miteinander reagieren, die Säure ihre konjugierte Base konfiguriert. Die Base hingegen tauscht ein Proton aus und konfiguriert seine konjugierte Säure.
Basierend auf der elektronischen Struktur hat sich die Lewis-Theorie etabliert. Lewis-Base kann einen Satz Elektronen an H+ (Proton) abgeben, und ihre konjugierte Base der Brønsted-Lowry-Säure-Base-Theorie wird durch den Verlust von H+ gebildet. Betrachtet man die Säure-Basen-Theorie von Brønsted-Lowry und die Lewis-Theorie, kann eine Lewis-Base auch als Brønsted-Lowry-Base klassifiziert werden.
Herkömmliche Amine (Ammoniak), Pyridin und Derivate sowie Alkylamine sind Lewis-Basen. Lewis-Base hat die höchste besetzte Molekülbahn, und sie bestätigen die kinetische Eigenschaft der Adduktionsbildung.
Lewis-Basen können weiter nach Härte und Weichheit unterschieden werden. Weichheit bedeutet, dass sie polarisierbar und größer sind.
Harte Basen: Wasser, Chlorid, Ammoniak, Amine.
Weiche Basen: Kohlenmonoxid, Thioether.
Anwendung von Lewis-Basen:
Elektronenpaargeber, die Verbindungen durch schlüssige Anpassung von Elementen formen, werden als Lewis-Basen angesehen. Sie werden sogar als Liganden bezeichnet. Somit liegt die Anwendung von Lewis-Basen weit verbreitet in der Bildung von Metallkatalysatoren. Da Lewis-Basen viele Bindungen mit Lewis-Säuren eingehen, werden sie mehrzähnig (Chelatbildner).
Pharmaunternehmen sind auf chirale Lewis-Basen angewiesen, da sie Chiralität an einen Katalysator abgeben. Diese Eigenschaft erleichtert die Bildung einer asymmetrischen Katalyse, die für die Herstellung von Arzneimitteln wichtig ist.
Hauptunterschiede zwischen Lewis-Säure und -Base
Fazit
Lewis-Säure nimmt eine Reihe von Elektronen auf und Lewis-Base gibt Elektronen ab. Arrhenius-Säure und -Base, Brønsted-Säure und -Base können als Lewis-Base oder Lewis-Säure beobachtet werden. Die Stärke einer Lewis-Base hängt vom pKa-Faktor ab. Wenn eine konjugierte Säure einen höheren pKa-Faktor hat, führt sie zu einer stabileren Base.
Heutzutage wurden nur wenige Techniken entwickelt, um die Lewis-Säure vorherzusagen. Sowohl Lewis-Säure als auch -Base sind chemische Spezies, die miteinander interagieren, um Verbindungen zu bilden. Sie sind Spezies, die miteinander reagieren, um Lewis-Addukte zu bilden. Der Hauptpunkt der Reaktion ist die Entwicklung des Addukts.
