저는 며칠 전에 선생님에게이 질문을했습니다.
$$ \ ce {NH3 + H2O-> NH4 + + OH-}, $$
$ \와 같은 반응에서 ce {NH3} $는 루이스 염기이지만 $ \ ce {H2O} $는 루이스 산입니까?
그는 “아니라”라고 말했습니다. 이제 그 이유를 알 수 없습니다. 누군가 설명 할 수 있습니까? ?
댓글
- H2O가 루이스 산으로 작용할 수 있다고 생각합니다. 결합 된 수소는 전자가 부족하고 고독한 쌍 수용체로 작용할 수 있습니다. .
- 아마도 선생님은 모든 수소가 완전한 옥텟을 가지고 있기 때문에 루이스 산이 될 수 없다고 생각했을 것입니다.
- 분리 된 결합 된 수소 이온은 NH3와 결합합니까? 수소 이온이 루이스 산이 되나요? '이 전자쌍을 받아들이 기 때문에
- 죄송합니다. 완전한 듀엣을 의미했습니다.
- 사실이 아님 … 처음에는 수소 이온이 형성되지 않을 수 있습니다. 암모니아와 물 분자 사이에 수소 결합이 형성 될 수 있습니다. 그러면 수소가 부분 공배를 갖는 전이 상태가됩니다. nt는 질소 원자 및 산소 원자와 결합합니다. 마지막으로 N과 H 사이의 결합이 완전히 형성되고 O와 H 사이의 결합이 완전히 끊어집니다.
답변
암모니아가 루이스 염기 (전자쌍 공여체)이고 이것이 루이스 산-염기 반응 (공여체-수용체 상호 작용)이라는 데 동의한다면, 정의에 따라 물은 루이스 산 (전자쌍 수용체)입니다. 반응이 있습니다. 이제 산도의 메커니즘이나 산성 부위를 식별하는 것은 더 복잡하지만 정의상 산성이라고 주장 할 수는 없습니다.
댓글
- 선생님에게 다시 물었더니 정말 산성이라고하셨습니다. 감사합니다!
답변
엄격히 말하자면, 루이스 산은 전자쌍을 받아 다른 분자 (루이스 염기)를 형성함으로써 결합을 형성하는 것입니다. 물은 그렇게하지 않습니다. 오히려 물에서 나오는 수소 이온입니다. 암모니아가 물에서 양성자 수용체로 작용할 때 루이스 이론은 산 $ \ ce {H +} $가 처음에 하나의 염기 ($ \ ce {OH-} $)와 결합되어 끝나는 변위 반응이라고합니다. 다른 기지 ($ \ ce {NH3} $)와 결합됩니다.
댓글
- 예 나도 그렇게 생각했지만 문제는 똑같습니다. 논리는 HCL, HF 요법과 같은 다른 모든 산에 적용될 수 있으며, 선생님은 그 루이스 산이라고 불렀습니다. 그는 모든 기술적 세부 사항을 제쳐두고 그 반응에서 물이 루이스 산이라고 말했습니다 (또는 적어도 ' 우리 책에는 해당됩니다)
- HCl도 아닙니다 . 아무리 강해도 양성 산은 루이스 이론에서 실제 산, 수소 이온의 원 입니다.
- 그도 그렇게 말했습니다. ' 그가 처음부터 말하지 않았다는 것이 이상합니다. tbh
답변
많은 조사 끝에 마침내 귀하의 질문에 대한 만족스러운 답변을 찾았습니다. Jensen (1978)은 Lewis 산-염기 이론과 p. 이 기사의 4는 귀하가 원하는 답을 제공합니다 $ ^ 1 $ . 해당 페이지에서 관련 통찰력을 인용하겠습니다.
루이스가 기준 1 (즉, , 빠른 동역학)은 산-염기 거동의 두드러진 특징이었으며,이를 기반으로 산과 염기의 기본적인 세분화가 이루어짐을 더욱 시사합니다 …
Lewis는 " 실질적으로 활성화 에너지가 0 인 " 산-염기 반응을 겪은 산과 염기를 1 차
로 분류했습니다. em>, 측정 가능한 활성화 에너지를 가진 에너지는 2 차 라고 불립니다. 그는이 중등 수업을 두 가지 유형으로 나눴습니다 (ref 1, p. 4) :
그 중 첫 번째는 관련된 것입니다. $ \ ce {CO2} $ 와 같은 종, 느린 운동 거동은 종이 일차 전에 일종의 내부 활성화를 겪어야하기 때문인 것 같습니다. 산 또는 염기 특성이 분명해졌습니다.
두 번째 등급은 유한 활성화 에너지가 중화시 하나 이상의 보조 결합이 끊어져 초기 $ \ ce {AB} $ 복잡한 여러 개의 작은 조각으로 분리됩니다. 따라서 $ \ ce {HCl} $ 및 $ \ ce {HNO3} $ 와 같은 브론 스 테드 산은 여전히 비록 지금은 이차 품종이긴하지만, 이들의 중화는 처음에는 불안정한 수소 가교 부가 물을 생성 한 다음 추가 분해를 겪는 것으로 생각할 수 있습니다.
정확히 말하자면 Lewis가 정의한 루이스 산-염기 반응은 다음과 같습니다.
$ \ ce {A + : B-> AB} $
질문으로 돌아 가기 … 기본적으로 $ \ ce {H2O} $ 는 Lewis가 제안한 두 번째 부류의 2 차 산으로 볼 수 있습니다. Lewis base $ \ ce {: B} $ 와 (과) 반응하는 동안 본질적으로 다음과 같은 복잡한 형태가 있습니다. $ \ ce {[B-H-OH]} $ . 점선은 부분 공유 결합을 나타냅니다. 이 컴플렉스는 일종의 " 전환 상태 "로 볼 수 있습니다. 그러나 이것은 Lewis의 원래 공식이 아닙니다. 아래 이미지는 Lewis “관점에서 본 피리딘과 $ \ ce {HCl} $ 의 반응을 보여줍니다. Lewis는이 복합물을 " 불안정한 adduct ".
통합
위 기준 , $ \ ce {HA} $ (여기서 $ \ ce {A} $ 은 전기 음성 원자 또는 원자 그룹)은 보조 결합의 동시 결합 파괴와 함께 산-염기 반응에 참여하는 2 차 루이스 산입니다. 이는 복합화하여 부가 물을 형성한다는 아이디어가 여전히 존재하기 때문입니다.
참조
- Jensen, WB 루이스 산-염기 정의 : a 상태 보고서. Chem. Rev. , 1978 , 78 (1), 1-22. doi : 10.1021 / cr60311a002
답변
내 친구, 내가 그것을 이해하는 방법은 다음과 같습니다. H2O는 중성 매체이고 산이나 염기가되는 것을 좋아하지 않습니다. 그러나 우리가 산을 섞으면 물은 루이스 염기로 바뀌어 반격을 시도 할 것입니다. H2O에 염기를 추가하는 것과 똑같은 일이 일어나고, H2o는 용액을 자연 화하기 위해 산을 전환하여 반격합니다. 예, 물은 루이스 산 또는 염기 일 수 있습니다.
그게 말이 되길 바랍니다.
댓글
- 답변에서 Lewis 산도에 대한 정의를 사용하면 더 좋습니다 …