Ich habe diese Frage vor einigen Tagen meinem Lehrer gestellt. In einer Reaktion wie
$$ \ ce {NH3 + H2O – > NH4 + + OH -}, $$
$ \ ce {NH3} $ ist eine Lewis-Base, aber ist $ \ ce {H2O} $ eine Lewis-Säure?
Er sagte, dass dies nicht der Fall ist. Jetzt verstehe ich den Grund nicht. Kann jemand erklären
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- Ich würde denken, dass H2O als Lewis-Säure wirken kann. Die gebundenen Wasserstoffatome sind elektronenarm und können als Einzelpaar-Akzeptoren wirken
- Vielleicht dachte Ihr Lehrer, dass es keine Lewis-Säure sein könnte, weil alle Wasserstoffatome vollständige Oktette hatten.
- Die gebundenen Wasserstoffionen, die sich trennen, binden sich dann an das NH3? Macht das das Wasserstoffion zur Lewis-Säure? Da es ‚ das Elektronenpaar akzeptiert
- Entschuldigung, ich meinte komplette Duette.
- Nicht wahr … Das Wasserstoffion bildet sich möglicherweise gar nicht erst. Eine Wasserstoffbrücke kann zwischen dem Ammoniak und dem Wassermolekül gebildet werden. Dann gibt es einen Übergangszustand, in dem der Wasserstoff eine teilweise Kovale aufweist nt Bindungen mit dem Stickstoffatom und dem Sauerstoffatom. Schließlich bildet sich die Bindung zwischen N und H vollständig und die Bindung zwischen O und H bricht vollständig.
Antwort
Wenn Sie zustimmen, dass Ammoniak eine Lewis-Base (Elektronenpaardonor) und eine Lewis-Säure-Base-Reaktion (Donor-Akzeptor-Wechselwirkung) ist, dann ist Wasser per Definition eine Lewis-Säure (Elektronenpaar-Akzeptor) und die Tatsache, dass Es gibt eine Reaktion. Die Identifizierung des Säuremechanismus oder der sauren Stelle ist nun komplizierter, aber Sie können per Definition nicht behaupten, dass sie sauer ist.
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- ch fragte meinen Lehrer erneut und er sagte, dass es tatsächlich sauer sei. Danke!
Antwort
Streng Eine Lewis-Säure bildet eine Bindung, indem sie ein Elektronenpaar aus einem anderen Molekül (Lewis-Base) akzeptiert. Wasser als solches tut dies nicht, sondern es ist ein Wasserstoffion aus dem Wasser, das dies tut Wenn Ammoniak in Wasser als Protonenakzeptor wirkt, nennt die Lewis-Theorie es eine Verdrängungsreaktion, bei der die Säure $ \ ce {H +} $ anfänglich mit einer Base ($ \ ce {OH -} $) kombiniert wird und endet up kombiniert mit einer anderen Basis ($ \ ce {NH3} $).
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- Ja, das habe ich auch gedacht, aber das Problem ist das gleiche Logik kann auf alle anderen Säuren wie HCL, HF ect angewendet werden, und mein Lehrer nannte diese Lewis-Säuren, obwohl ich ihn die andere gefragt habe Tag und er sagte, dass Wasser eine Lewis-Säure in dieser Reaktion war, abgesehen von allen technischen Details (oder zumindest ‚ wird für unser Buch sein)
- Nicht einmal HCl . Egal wie stark, protische Säuren sind Quellen der tatsächlichen Säure, des Wasserstoffions, in der Lewis-Theorie.
- Ja, das hat er auch gesagt. Es ‚ ist nur seltsam, dass er es nicht von Anfang an gesagt hat tbh
Antwort
Ich habe nach langem Suchen endlich eine zufriedenstellende Antwort auf Ihre Frage gefunden. Jensen (1978) liefert einen hervorragenden Überblick über die Lewis-Säure-Base-Theorie und p. 4 des Artikels enthält die Antwort, die Sie suchen $ ^ 1 $ . Ich werde von dieser Seite aus die relevanten Erkenntnisse zitieren:
Viele dieser Neutralisierungen waren so schnell und auffällig, dass Lewis dieses Kriterium 1 vorschlug (d. H. , schnelle Kinetik) war das herausragende Merkmal des Säure-Base-Verhaltens, was weiter darauf hindeutet, dass eine grundlegende Unterteilung von Säuren und Basen auf dieser Basis vorgenommen werden sollte …
Lewis klassifizierte die Säuren und Basen, bei denen Säure-Base-Reaktionen auftraten und die “ im Wesentlichen null Aktivierungsenergie “ zeigten, als primär , während diejenigen, die messbare Aktivierungsenergien hatten, als sekundär bezeichnet wurden. Er hat diese sekundäre Klasse weiter in zwei Typen unterteilt (Ref. 1, S. 4):
Die erste davon Arten wie $ \ ce {CO2} $ , bei denen das langsame kinetische Verhalten offensichtlich auf die Notwendigkeit zurückzuführen ist, dass die Art vor ihrer primären Aktivierung eine Art interne Aktivierung durchläuft Säure- oder Baseneigenschaften wurden offensichtlich.
Die zweite Klasse umfasste jene Spezies, bei denen die endliche Aktivierungsenergie auf das Aufbrechen einer oder mehrerer Hilfsbindungen bei der Neutralisation zurückzuführen war, was die anfängliche $ \ ce {AB} $ -Komplex zur Dissoziation in mehrere kleinere Fragmente. Daher waren Brönsted-Säuren wie $ \ ce {HCl} $ und $ \ ce {HNO3} $ noch vorhanden Man könnte sich vorstellen, dass Säuren, obwohl sie jetzt sekundär sind, und ihre Neutralisationen anfänglich zu einem instabilen wasserstoffverbrückten Addukt führen, das dann weiter zersetzt wird.
Zur Verdeutlichung lautet die von Lewis definierte Lewis-Säure-Base-Reaktion wie folgt:
$ \ ce {A +: B – > AB} $
Zurück zu Ihrer Frage … Im Wesentlichen $ \ ce {H2O} $ kann als die zweite von Lewis vorgeschlagene Klasse von Sekundärsäuren angesehen werden. Während einer Reaktion mit der Lewis-Basis $ \ ce {: B} $ bildet sich im Wesentlichen eine Art Komplex, der wie dieser $ \ ce {[B – H – OH]} $ . Die gepunkteten Linien zeigen teilweise kovalente Bindungen an. Dieser Komplex kann als eine Art “ Übergangszustand “ angesehen werden. Beachten Sie jedoch, dass dies nicht in der ursprünglichen Formulierung von Lewis war. Das Bild unten zeigt die Reaktion zwischen Pyridin und $ \ ce {HCl} $ aus der Perspektive von Lewis. Lewis nannte diesen Komplex “ instabiles Addukt „.
Konsolidierung
Basierend auf den obigen Angaben können wir sagen, dass Säuren vom Typ $ \ ce {HA} $ (wobei $ \ ce {A} $ ist ein elektronegatives Atom oder eine Gruppe von Atomen) sind sekundäre Lewis-Säuren, die an Säure-Base-Reaktionen mit gleichzeitigem Aufbrechen von Hilfsbindungen beteiligt sind. Dies liegt daran, dass die Idee der Komplexierung zur Bildung eines Addukts immer noch vorhanden ist.
Referenz
- Jensen, WB Die Lewis-Säure-Base-Definitionen: a Statusbericht. Chem. Rev. , 1978 , 78 (1), 1-22. doi: 10.1021 / cr60311a002
Antwort
Mein Freund, hier ist, wie ich es verstehe: H2O ist ein neutrales Medium, mag es nicht, Säure oder Base zu sein, aber wenn wir Säure damit mischen, wird das Wasser versuchen, sich zu wehren, indem es sich der Lewis-Base zuwendet. Das Gleiche gilt für die Zugabe von Base zu H2O. H2o wehrt sich, indem es Säure dreht, um die Lösung zu naturalisieren. Also ja, Wasser kann sowohl Lewis-Säure als auch Base sein.
Ich hoffe, das macht Sinn
Kommentare
- Das wäre es Besser, wenn Sie in Ihrer Antwort die Definitionen für Lewis-Säure verwendet haben …