Jag ställde den här frågan till min lärare för några dagar sedan. I en reaktion som
$$ \ ce {NH3 + H2O – > NH4 + + OH -}, $$
$ \ ce {NH3} $ är en Lewis-bas, men är $ \ ce {H2O} $ en Lewis-syra?
Han sa att det inte är det. Nu kan jag inte se orsaken. Kan någon förklara ?
Kommentarer
- Jag skulle tro att H2O kan fungera som en Lewis-syra. De bundna vätena är elektronbristiga och kan fungera som ensamma paracceptorer .
- Kanske trodde din lärare att det inte kunde vara en Lewis-syra eftersom alla väten hade fullständiga oktetter.
- Så de bundna vätejonerna som separeras binds sedan till NH3? Gör det vätejonen till lewisyran? Eftersom den ’ är den som accepterar elektronparet
- Tyvärr menade jag kompletta duetter.
- Inte sant … Vätejonen kan inte ens bildas i första hand. En vätebindning kan bildas mellan ammoniak och vattenmolekylen. Då finns det ett övergångstillstånd, med väte som har partiell koval nt binder till kväveatomen och syreatomen. Slutligen bildar bindningen mellan N och H fullständigt och bandet mellan O och H bryts helt.
Svar
Om du håller med om att ammoniak är en Lewis-bas (elektronpar-donator) och att detta är en Lewis-syrabasreaktion (donator-acceptor-interaktion) är vatten en Lewis-syra (elektronpar-acceptor), per definition och det faktum att det är en reaktion. Nu är det mer komplicerat att identifiera surhetsmekanismen eller den sura platsen, men du kan inte argumentera för att den är sur, per definition.
Kommentarer
- Jag frågade min lärare igen och han sa att det verkligen var surt. Tack!
Svar
Strikt talar, en Lewis-syra är något som bildar en bindning genom att acceptera ett elektronpar från en annan molekyl (Lewis-bas). Vatten som sådant gör det inte, snarare är det en vätejon från vattnet som gör När ammoniak fungerar som en protonacceptor i vatten kallar Lewis-teorin det för en förskjutningsreaktion där syran, $ \ ce {H +} $, initialt kombineras med en bas ($ \ ce {OH -} $) och slutar upp i kombination med en annan bas ($ \ ce {NH3} $).
Kommentarer
- Ja, jag trodde det också, men problemet är samma logik kan tillämpas på alla andra syror som HCL, HF ect, och min lärare kallade de Lewis-syrorna. Även om jag frågade honom den andra dag och han sa att vatten var en lewis syra i den reaktionen alla tekniska detaljer åt sidan (eller åtminstone det ’ kommer att vara för vår bok)
- Inte ens HCl . Oavsett hur starka, protiska syror är källor för den faktiska syran, vätejon, i Lewis-teorin.
- Ja, han sa också det. Det ’ är bara konstigt att han inte sa det från början tbh
Svar
Jag har äntligen hittat ett tillfredsställande svar på din fråga efter mycket forskning. Jensen (1978) ger en utmärkt genomgång av Lewis-syrabas-teorin och s. 4 i artikeln ger svaret att du söker $ ^ 1 $ . Från den sidan kommer jag att citera relevanta insikter:
Så snabbt och slående var många av dessa neutraliseringar att Lewis fortsatte med att föreslå att det kriteriet 1 (dvs. , snabb kinetik) var det framträdande inslaget i syrabasbeteende, vilket antydde vidare att en grundläggande indelning av syror och baser skulle göras på grundval av detta … > Lewis klassificerade de syror och baser som genomgick syrabasreaktioner som visade ” i huvudsak noll aktiveringsenergi ” som primär , medan de som hade mätbara aktiveringsenergier kallades sekundära . Han delade vidare upp denna sekundära klass i två typer (ref 1, s. 4):
Den första av dessa involverade arter, såsom $ \ ce {CO2} $ , där det långsamma kinetiska beteendet uppenbarligen berodde på behovet av att arten genomgick någon form av intern aktivering före dess primära syra- eller basegenskaper blev uppenbara.
Den andra klassen involverade de arter där den ändliga aktiveringsenergin berodde på att en eller flera hjälpbindningar bröts vid neutralisering, vilket orsakade den initiala $ \ ce {AB} $ -komplex för att dissociera i flera mindre fragment. Därför var Bronsted-syror som $ \ ce {HCl} $ och $ \ ce {HNO3} $ fortfarande syror, men nu av den sekundära sorten, och deras neutraliseringar kan ses som initialt resulterande i en instabil vätebryggad addukt som sedan genomgick ytterligare sönderdelning.
För att klargöra är Lewis-syrabasreaktionen definierad av Lewis som sådan:
$ \ ce {A +: B – > AB} $
Tillbaka till din fråga … I huvudsak $ \ ce {H2O} $ kan ses som den andra klassen av sekundära syror som föreslagits av Lewis. Under en reaktion med Lewis-basen $ \ ce {: B} $ , bildas i huvudsak någon form av komplex som ser ut så här $ \ ce {[B – H – OH]} $ . De streckade linjerna indikerar partiella kovalenta bindningar. Detta komplex kan ses som ett slags ” övergångstillstånd ”. Observera dock att detta inte var i den ursprungliga formuleringen av Lewis. Bilden nedan visar reaktionen mellan pyridin och $ \ ce {HCl} $ sett från Lewis ”perspektiv. Lewis kallade detta komplex en ” instabil addukt ”.
Konsolidering
Baserat på ovanstående kan vi säga att syror av typen $ \ ce {HA} $ (där $ \ ce {A} $ är en elektronegativ atom eller grupp av atomer) är sekundära Lewis-syror, som deltar i syra-basreaktioner med samtidig bindningsbrytning av hjälpbindningar. Detta beror på att tanken med komplexbildning för att bilda en addukt fortfarande är närvarande.
Referens
- Jensen, WB Lewis-syrabasdefinitionerna: a statusrapport. Kemisk rev. , 1978 , 78 (1), 1-22. doi: 10.1021 / cr60311a002
Svar
Min vän, här är hur jag förstår det: H2O är ett neutralt medium, gillar inte att vara syra eller bas, men om vi blandar syra med det, kommer vattnet att försöka slå tillbaka genom att vända sig till Lewis-bas. Samma sak gäller att lägga bas till H2O, H2o kommer att slå tillbaka genom att vrida syra för att naturalisera lösningen. Så ja, vatten kan vara både Lewis-syra eller bas.
Jag hoppas att det är vettigt
Kommentarer
- Det vore bättre om du använde definitionerna för Lewis surhet i ditt svar …