Ik heb deze vraag een paar dagen geleden aan mijn leraar gesteld. In een reactie zoals
$$ \ ce {NH3 + H2O – > NH4 + + OH -}, $$
$ \ ce {NH3} $ is een Lewis-base, maar is $ \ ce {H2O} $ een Lewis-zuur?
Hij zei dat het dat niet is. Nu begrijp ik niet waarom. Kan iemand uitleggen ?
Opmerkingen
- Ik zou denken dat H2O kan fungeren als een Lewis-zuur. De gebonden waterstofatomen zijn elektron-deficiënt en kunnen fungeren als acceptoren voor eenzame paar .
- Misschien dacht je leraar dat het geen Lewis-zuur kon zijn omdat alle waterstofatomen complete octetten hadden.
- Dus de gebonden waterstofionen die worden afgescheiden, binden zich dan met de NH3? Maakt dat van het waterstofion het Lewis-zuur? Omdat het ‘ degene is die het elektronenpaar accepteert
- Sorry, ik bedoelde complete duetten.
- Niet waar … Het waterstofion vormt zich in de eerste plaats misschien niet eens. Er kan een waterstofbinding worden gevormd tussen de ammoniak en het watermolecuul. Dan is er een overgangstoestand, waarbij de waterstof een gedeeltelijke covale heeft nt bindt zich met het stikstofatoom en het zuurstofatoom. Ten slotte vormt de band tussen N en H volledig en wordt de band tussen O en H volledig verbroken.
Antwoord
Als je het ermee eens bent dat ammoniak een Lewis-base is (elektronenpaardonor) en dat dit een Lewis-zuur-base-reactie is (donor-acceptor-interactie), dan is water per definitie een Lewis-zuur (elektronenpaaracceptor) en het feit dat er is een reactie. Het identificeren van het zuurgraadmechanisme of de zure site is ingewikkelder, maar je kunt “niet beweren dat het per definitie zuur is.
Opmerkingen
- Ik vroeg het mijn leraar opnieuw en hij zei dat het inderdaad zuur was. Bedankt!
Antwoord
Strikt gesproken, een Lewis-zuur is iets dat een binding vormt door een elektronenpaar te accepteren van een ander molecuul (Lewis-base). Water als zodanig doet dat niet, het is eerder een waterstofion uit het water dat dat wel doet Dus. Wanneer ammoniak als een protonacceptor in water fungeert, noemt de Lewis-theorie het een verplaatsingsreactie waarbij het zuur, $ \ ce {H +} $, aanvankelijk wordt gecombineerd met één base ($ \ ce {OH -} $) en eindigt up gecombineerd met een andere basis ($ \ ce {NH3} $).
Reacties
- Ja dat dacht ik ook, maar het probleem is hetzelfde logica kan worden toegepast op alle andere zuren zoals HCL, HF ect, en mijn leraar noemde die Lewis-zuren. Hoewel ik hem de andere dag en hij zei dat water een Lewiszuur was in die reactie, alle technische details terzijde (of in ieder geval ‘ zal voor ons boek zijn)
- Zelfs niet HCl . Ongeacht hoe sterk, protische zuren zijn bronnen van het werkelijke zuur, waterstofionen, in de Lewis-theorie.
- Ja, dat zei hij ook. Het ‘ is gewoon raar dat hij het niet vanaf het begin zei tbh
Antwoord
Ik heb na veel onderzoek eindelijk een bevredigend antwoord op uw vraag gevonden. Jensen (1978) geeft een uitstekend overzicht van de Lewis-zuur-base-theorie en p. 4 van het artikel geeft het antwoord dat u zoekt $ ^ 1 $ . Ik zal vanaf die pagina de relevante inzichten citeren:
Veel van deze neutralisaties waren zo snel en opvallend dat Lewis vervolgens voorstelde dat criterium 1 (dwz , snelle kinetiek) was het meest opvallende kenmerk van zuur-base-gedrag, wat verder suggereert dat een fundamentele onderverdeling van zuren en basen op deze basis wordt gemaakt …
Lewis classificeerde die zuren en basen die zuur-base-reacties ondergingen die ” in wezen nul activeringsenergie ” lieten zien als primair , terwijl die met meetbare activeringsenergieën secundair werden genoemd. Hij heeft deze secundaire klasse verder opgesplitst in twee typen (ref 1, p. 4):
De eerste betreft soorten, zoals $ \ ce {CO2} $ , waarbij het langzame kinetische gedrag blijkbaar te wijten was aan de noodzaak dat de soort een soort van interne activering onderging vóór zijn primaire zuur- of basiseigenschappen werden duidelijk.
De tweede klasse betrof die soorten waarbij de eindige activeringsenergie het gevolg was van het verbreken van een of meer hulpbindingen bij neutralisatie, waardoor de initiële $ \ ce {AB} $ complex om op te splitsen in verschillende kleinere fragmenten. Daarom waren Bronsted-zuren zoals $ \ ce {HCl} $ en $ \ ce {HNO3} $ nog steeds zuren, hoewel nu van de secundaire variant, en hun neutralisaties zouden aanvankelijk kunnen worden beschouwd als resulterend in een onstabiel waterstofbrugadduct dat vervolgens verdere ontleding onderging.
Ter verduidelijking: de Lewis-zuur-base-reactie zoals gedefinieerd door Lewis is als zodanig:
$ \ ce {A +: B – > AB} $
Terug naar uw vraag … In wezen $ \ ce {H2O} $ kan worden gezien als de tweede klasse van secundaire zuren die door Lewis wordt voorgesteld. Tijdens een reactie met Lewis-base $ \ ce {: B} $ , wordt er in wezen een soort complex gevormd, dat er zo uitziet $ \ ce {[B – H – OH]} $ . De stippellijnen geven gedeeltelijke covalente bindingen aan. Dit complex kan worden gezien als een soort ” overgangstoestand “. Merk echter op dat dit niet in de oorspronkelijke formulering van Lewis stond. De onderstaande afbeelding toont de reactie tussen pyridine en $ \ ce {HCl} $ bekeken vanuit Lewis “perspectief. Lewis noemde dit complex een ” unstable adduct “.
Consolidatie
Gebaseerd op het bovenstaande , kunnen we zeggen dat zuren van het type $ \ ce {HA} $ (waarbij $ \ ce {A} $ is een elektronegatief atoom of een groep atomen) zijn secundaire Lewis-zuren, die deelnemen aan zuur-base-reacties waarbij de hulpbindingen gelijktijdig worden verbroken. Dit komt omdat het idee van complexering om een adduct te vormen nog steeds aanwezig is.
Referentie
- Jensen, WB De Lewis-zuur-base-definities: a statusrapport. Chem. Rev. , 1978 , 78 (1), 1-22. doi: 10.1021 / cr60311a002
Antwoord
Mijn vriend, hier is hoe ik het begrijp: H2O is een neutraal medium, houdt er niet van zuur of base te zijn, maar als we er zuur mee mengen, dan zal het water proberen terug te vechten door naar Lewis-base te gaan. Hetzelfde geldt voor het toevoegen van base aan H2O, H2o zal terugvechten door zuur te maken om de oplossing te naturaliseren. Dus ja, water kan zowel Lewiszuur als base zijn.
Ik hoop dat dat logisch is
Opmerkingen
- Dat zou zo zijn beter als je de definities voor Lewis-zuurgraad in je antwoord hebt gebruikt …