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酸碱电子理论

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酸碱电子理论,也称广义酸碱理论路易斯酸碱理论,是1923年美国化学家吉尔伯特·路易斯提出的一种酸碱理论。该理论认为:凡是可以接受外来电子对分子基团离子为酸(路易斯酸);凡可以提供电子对的分子、基团或离子为碱(路易斯碱)。这种理论包含的酸碱范围很广,但是,它对确定酸碱的相对强弱来说,没有统一的标度,对酸碱的反应方向难以判断。后来,皮尔逊提出的软硬酸碱理论弥补了这种理论的缺陷。

常見的路易斯酸有:

常見的路易斯鹼‎有:

路易斯酸[编辑]

物理性质[编辑]

路易斯酸多具腐蝕性氯化鋅,對纖維素具腐蝕性,是一個路易斯酸腐蝕性的典型例子。由於水显路易斯鹼性,多數路易斯酸會和水反應并產生具有布朗斯特酸性的水合物。因此,很多路易斯酸的水溶液都是呈布朗斯特酸性的。水合物中的路易斯酸與水分子之間有強的化學鍵連系著,因此很難把路易斯酸水合物乾燥,即使路易斯酸水合物通常是可分离出的化合物。例如,如果试图加熱干燥金属氯化物(路易斯酸)中的水分,則会生成氯化氫及其金屬的氫氧化物

化学性质[编辑]

親電試劑或電子受體都是路易斯酸。路易斯酸通常含低能量LUMO(最低未占轨道),會與路易斯鹼的HOMO(最高占有轨道)反应。它與布朗斯特-劳里酸不同的是,路易斯酸并不一定需要有质子(H+)的轉移,對路易斯酸理論來說,所有親電試劑都可以叫做路易斯酸(包括H+)。雖然所有布朗斯特-劳里酸都屬於路易斯酸,但实际上路易斯酸這個名詞多指那些不屬於布朗斯特-劳里酸的路易斯酸。

路易斯酸的化學反應活性可以用软硬酸碱理论來判斷。現時科學家仍沒有知道路易斯酸“強度”的通用定義,這是因為路易斯酸的強度與其特有的路易斯鹼的反應特性有關。一個模型[1] 曾以气态路易斯酸对氟离子的亲合能来預測路易斯酸的強度,从而得出在常见可分离出的路易斯酸中,以SbF5(五氟化銻)的路易斯酸性最强。氟离子是“硬”的路易斯鹼,氯离子及一些較“軟”的路易斯鹼,以及溶液中的路易斯酸性,都受到计算复杂的限制而較難研究。

酸根型配合物[编辑]

酸根型配合物(Ate complex)是指路易斯酸與特定的鹼生成的中心原子升高的[2] 英文有机化學命名法中,ate這個字是一個後輟,用在被描述的原子上。例如,硼化合物的酸根型配合物被叫作borate硼酸盐。因此,三甲基硼烷可和甲基鋰反應生成酸根型配合物Me4BLi+。這個概念是由格奥尔格·维蒂希在1958年引入的。[3] 相似地,路易斯鹼可以生成鎓盐

路易斯鹼[编辑]

氢键X—H…Y中的电子给予体Y是路易斯碱。路易斯碱在有机反应中为亲核试剂。若路易斯碱与路易斯酸反应,形成配合物时,路易斯碱为配体

参考资料[编辑]

  1. ^ Christe, K.O.; Dixon, D.A.; McLemore, D.; Wilson, W.W.; Sheehy, J.A.; and Boatz, J.A. On a quantitative scale for Lewis acidity and recent progress in polynitrogen chemistry. Journal of Fluorine Chemistry. 2000, 101 (2): 101, 151–153. ISSN 0022-1139. 
  2. ^ Advanced organic Chemistry, Reactions, mechanisms and structure 3ed. Jerry March ISBN 0-471-85472-7
  3. ^ Komplexbildung und Reaktivität in der metallorganischen Chemie Angewandte Chemie Volume 70, Issue 3, Date: 7 Februar 1958, Pages: 65-71 G. Wittig doi:10.1002/ange.1760700302

延伸閱讀[编辑]

参见[编辑]