Кислоти і підстави Льюїса, найбільший портал по навчанню

Кислоти і підстави Льюїса

Дж. Льюїсом була запропонована більш загальна теорія кислот і підстав.

Підстави Льюїса - це донори пари електронів (спирти, алкоголят-аніони, прості ефіри, аміни і т.д.)

Кислоти Льюїса - це акцептори пари електронів, тобто сполуки, що мають вакантну орбіталь (іон водню і катіони металів: H +, Ag +, Na +, Fe2 +; галогеніди елементів другого і третього періодів BF3, AlCl3, FeCl3, ZnCl2; галогени; з'єднання олова і сірки: SnCl4, SO3).

Таким чином, підстави Бренстеда і Льюїса - це одні і ті ж частинки. Однак основність по Бренстеда є здатність приєднувати тільки протон, в той час як основність по Льюїсу - поняття більш широке і означає здатність до взаємодії з будь-якою часткою, має низьколежачих вільну орбіталь.

Кислотно-основна взаємодія по Льюїсу є доноро-акцепторна взаємодія і будь-яку гетеролітичні реакцію можна представити як взаємодія кислоти і підстави Льюїса:

Єдиної шкали для порівняння сили кислот і підстав Льюїса не існує, так як їх відносна сила буде залежати від того, яка речовина взято за стандарт (для кислот і основ Бренстеда таким стандартом є вода). Для оцінки легкості протікання кислотно-основної взаємодії по Льюїсу Р. Пірсоном була запропонована якісна теорія "жорстких" і "м'яких" кислот і підстав.

Жорсткі підстави мають високу електронегативність і низькою поляризуемостью. Вони важко окислюються. Їх вищі зайняті молекулярні орбіталі (ВЗМО) мають низьку енергію.

М'які підстави мають низьку електронний торгівельний і високу здатність до поляризації. Вони легко окислюються. Їх вищі зайняті молекулярні орбіталі (ВЗМО) мають високу енергію.

Жорсткі кислоти мають високу електронегативність і низьку здатність до поляризації. Вони важко відновлюються. Їх нижчі вільні молекулярні орбіталі (НСМО) мають низьку енергію.

М'які кислоти мають низьку електронегативні і високою поляризуемостью. Вони легко відновлюються. Їх нижчі вільні молекулярні орбіталі (НСМО) мають високу енергію.

Найжорсткіша кислота - Н +, сама м'яка - СН3Hg +. Найбільш жорсткі підстави - F- і OH-, найбільш м'які - I- і Н.

Таблиця 5. Жорсткі та м'які кислоти і підстави.

R2S, RSH, RS-, I-, H-, C2H4, C6H6

Принцип жорстких і м'яких кислот і підстав Пірсона (принцип ЖМКО):

Жорсткі кислоти переважно взаємодіють з жорсткими підставами, а м'які кислоти - з м'якими підставами.

Це виражається в великих швидкостях реакцій і в освіті більш стійких з'єднань, так як взаємодія між близькими по енергії орбиталями ефективніше, ніж взаємодія між орбиталями, значно відрізняються за енергії.

Принцип ЖМКО використовують для визначення переважного напрямку конкуруючих процесів (реакції елімінування і нуклеофільного заміщення, реакції за участю амбідентних нуклеофілів); для спрямованого створення детоксикантів і лікарських препаратів.