酸鹼電子理論

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酸鹼電子理論,也稱廣義酸鹼理論路易士酸鹼理論,是1923年美國化學家吉爾伯特·牛頓·路易士提出的一種酸鹼理論。該理論認為:凡是可以接受外來電子對分子基團離子為酸(路易士酸);凡可以提供電子對的分子、基團或離子為鹼(路易士鹼)。這種理論包含的酸鹼範圍很廣,但是,它對確定酸鹼的相對強弱來說,沒有統一的標度,對酸鹼的反應方向難以判斷。後來,皮爾遜提出的軟硬酸鹼理論彌補了這種理論的缺陷。

常見的路易士酸有:

常見的路易士鹼‎有:

路易士酸[編輯]

物理性質[編輯]

路易士酸多具腐蝕性氯化鋅,對纖維素具腐蝕性,是一個路易士酸腐蝕性的典型例子。由於水顯路易士鹼性,多數路易士酸會和水反應並產生具有布朗斯特酸性的水合物。因此,很多路易士酸的水溶液都是呈布朗斯特酸性的。水合物中的路易士酸與水分子之間有強的化學鍵連系著,因此很難把路易士酸水合物乾燥,即使路易士酸水合物通常是可分離出的化合物。例如,如果試圖加熱乾燥金屬氯化物(路易士酸)中的水分,則會生成氯化氫及其金屬的氫氧化物

化學性質[編輯]

親電試劑或電子受體都是路易士酸。路易士酸通常含低能量LUMO(最低未占軌域),會與路易士鹼的HOMO(最高佔有軌域)反應。它與布朗斯特-勞里酸不同的是,路易士酸並不一定需要有質子(H+)的轉移,對路易士酸理論來說,所有親電試劑都可以叫做路易士酸(包括H+)。雖然所有布朗斯特-勞里酸都屬於路易士酸,但實際上路易士酸這個名詞多指那些不屬於布朗斯特-勞里酸的路易士酸。

路易士酸的化學反應活性可以用軟硬酸鹼理論來判斷。現時科學家仍沒有知道路易士酸「強度」的通用定義,這是因為路易士酸的強度與其特有的路易士鹼的反應特性有關。一個模型[1] 曾以氣態路易士酸對氟離子的親合能來預測路易士酸的強度,從而得出在常見可分離出的路易士酸中,以SbF5(五氟化銻)的路易士酸性最強。氟離子是「硬」的路易士鹼,氯離子及一些較「軟」的路易士鹼,以及溶液中的路易士酸性,都受到計算複雜的限制而較難研究。

酸根型配合物[編輯]

酸根型配合物(Ate complex)是指路易士酸與特定的鹼生成的中心原子升高的[2] 英文有機化學命名法中,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硼酸鹽。因此,三甲基硼烷可和甲基鋰反應生成酸根型配合物Me4BLi+。這個概念是由格奧爾格·維蒂希在1958年引入的。[3] 相似地,路易士鹼可以生成鎓鹽

路易士鹼[編輯]

氫鍵X—H…Y中的電子給予體Y是路易士鹼。路易士鹼在有機反應中為親核試劑。若路易士鹼與路易士酸反應,形成配合物時,路易士鹼為配體

參考資料[編輯]

  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[編輯]

參見[編輯]