Lyuis kislotalari va asoslari. Lyuis kislota va asoslar nazariyasi Lyuis kislotalar va asoslar

Usanovichning umumiy nazariyasi

Kislota va asoslarning eng umumiy nazariyasi M. Usanovich tomonidan 1939 yilda tuzilgan. Nazariya har qanday kislota-ishqor ta'sirining tuz hosil bo'lish reaktsiyasi degan fikrga asoslanadi. Ushbu nazariyaga ko'ra “ kislota - bu kationlarni, shu jumladan protonni olib tashlaydigan yoki anionlarni, shu jumladan elektronni biriktiradigan zarracha. Baza - proton va boshqa kationlarni biriktira oladigan yoki elektron va boshqa anionlarni ehson qila oladigan zarracha"(1964 yilda aytilgan). Lyuis Usanovichdan farqli o'laroq, "kislota" va "asos" tushunchalari elektron qobig'ining tuzilishiga emas, balki zarralar zaryadining belgisiga asoslanadi.

Usanovich nazariyasi aslida klassik kimyoning asosiy tamoyillaridan biri - kislotalar va asoslar sinflari kontseptsiyasini bekor qiladi: « kislotalar va asoslar birikmalar klassi emas; kislotalilik va asoslik moddaning funktsiyalari. Moddaning kislota yoki asos bo'ladimi, sherikga bog'liq» .

Usanovich nazariyasining kamchiliklariga uning juda umumiyligi va "kislota" va "asos" tushunchalarini shakllantirishning etarli darajada aniq ta'rifi kiradi. Kamchiliklari shundaki, unda ion bo'lmagan kislota-asosli o'zgarishlarni tavsiflamaydi. Va nihoyat, bu miqdoriy bashorat qilishga imkon bermaydi.

Biroq, umumiy ma'noda kislota-asosli bo'lishi kerak, ammo Brønsted-Lowry ta'rifiga to'g'ri kelmaydigan reaktsiyalar mavjud. Bunga, masalan, o'zaro ta'sirlar kiradi:

CaO + SO 3 ®CaSO 4 NH 3 + BF 3 ®NH 3 BF 3

Ushbu turdagi reaktsiyalarni tavsiflash uchun G. Lyuis (1923 yilda) kislotalar va asoslarning yangi ta'rifini taklif qildi. Uning ta'rifiga ko'ra:

ammiak asos, bor triflorid esa kislota vazifasini bajaradi. Lyuisning baza ta'rifiga Brnsted-Lowry asoslari kiradi. BF 3 va SO 3 kabi Lyuis kislotalari Brnsted-Lowry kislotalari, HCl, H 2 SO 4 va CH 3 COOH kabi kislotalar Lyuis kislotalari emas.

Kislotalar va asoslarning Brnsted-Louriya nazariyasi ularning kuchini aniqlashga imkon beradi, buni Lyuis nazariyasi haqida aytish mumkin emas. G. Lyuis tomonidan taklif qilingan kislotalar va asoslarning elektron nazariyasiga to'xtalishimiz kerak. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, ushbu nazariyaga ko'ra, asos kimyoviy juftlik hosil qilish uchun bir juft elektronni etkazib beradigan moddadir, kislota esa elektron juftligini qabul qiladigan moddadir (yuqoriga qarang).

G. Lyuisning ta'rifiga kislotalar va tarkibida protonlar bo'lmagan, ammo u kislotalar va asoslarni tavsiflash mezonlariga javob beradigan birikmalar kiradi:

1. Kislotalarning asoslar bilan o'zaro ta'siri tezda sodir bo'ladi.

2. Kislota yoki asos kuchsizroq kislota yoki asosni birikmalardan siqib chiqaradi.

3. Kislota va asoslarni indikatorlar ishtirokida bir-biri bilan titrlash mumkin.

4. Kislotalar va asoslar kimyoviy reaktsiyalar uchun yaxshi katalizator hisoblanadi.

Kislota-asos ta'sirining misoli (proton nazariyasiga ko'ra) bo'lishi mumkin:

Ushbu misollardan ko'rinib turibdiki, ba'zi hollarda Lyuis nazariyasi va kislotalar va asoslarning proton nazariyasiga muvofiq moddaning xarakteristikalari mos keladi (NH 3 va OH - - asoslar, H 3 O +, HCl - kislotalar). Faqat Lyuis nazariyasiga ko'ra kislota yoki asos bo'lgan moddalar bazalar va Lyuis kislotalar deb ataladi. Shunday qilib, BF 3 - bu Lyuis kislotasi.

Lyuis kislotalari va asoslarining kuchi AB neytrallash mahsuloti hosil bo'lishining muvozanat doimiysi K bilan aniqlanadi:

Bronsted kislota-asos reaktsiyalarida asoslar har doim proton bilan muvofiqlashtiriladi. Agar berilgan molekula yoki anion millionlab mumkin bo'lgan Lyuis kislotalaridan biri bilan muvofiqlashtirilgan bo'lsa, unda bu molekula yoki ion allaqachon Lyuis asosi hisoblanadi. Shunday qilib, Bronsted asosliligini Lyuis asosliligining alohida holati sifatida aniqlash mumkin, bunda asoslar proton bilan bog'lanishni hosil qiladi.

Lyuis kislotalarni asos qaysi kislota atomi bilan muvofiqlashtirilganiga qarab sinflarga ajratish mumkin. Masalan, BF3 ni bor kislotasi (B-kislota) deb hisoblash mumkin, chunki reaktiv asos bor bilan bog'lanish hosil qiladi. Tert-butil kationi xlorid ioni bilan koordinatalashib, tert-butilxloridni hosil qilganda, uni C-kislota deb hisoblash mumkin. Nitroniy ioni (NO2 +) aksariyat reaktsiyalarda N-kislota vazifasini bajaradi.


(3.2) tenglamadagi muvozanat konstantasi bilan aniqlangan B asosining kuchi, tabiiy ravishda A kislotaning tabiatiga bog'liq, chunki bu o'zaro ta'sir energiyasi asosning HOMO va kislotaning LUMO darajalarining o'zaro bog'liqligiga bog'liq (2.3.4-bo'lim, Ch. 2) , va ushbu darajalarning pozitsiyasi ushbu elementning elektr manfiyligi bilan bog'liq. Shunday qilib, C-kislotalar (karbokatsiyalar) bilan reaktsiyada asosning kuchini uglerodga nisbatan asoslik, BF3 bilan reaktsiyada - borga nisbatan asoslik va boshqalar deyiladi. Shuni kutish kerakki, ma'lum bir asos uchun asos, masalan, uglerod, barcha S-kislotalar uchun doimiy bo'lmaydi; (3.2) tenglamadagi K, ehtimol, ozgina bo'lsa-da, lekin bazani muvofiqlashtiradigan karbokatsiya o'zgarishi bilan o'zgarishi kerak. Shuning uchun CH3 +, C6H5 +, (C6H5) 3C +, CH3-C + \u003d O va boshqalarning asosliligini ajratish kerak.

Kislotalarga o'xshash Lyuis (va Bronsted) asoslarini C- (masalan, CN-), N- yoki O-asoslar deb tasniflash mumkin.

Organik kimyo uchun eng muhimi C-kislotalar, ya'ni. karbokatsiyalar va C asoslari, ya'ni. karbonionlar. Odatda bu beqaror zarralar ko'plab reaktsiyalarda oraliq moddalar sifatida hosil bo'ladi va bu va keyingi boblarda batafsil muhokama qilinadi.

Suv sathidagi bir qavatli qatlam

To'liq hidrofil va hidrofob molekulalar bilan bir qatorda, mermaid kabi molekulalar ham mavjud - ularning bir qismi hidrofil, ikkinchisi esa hidrofobdir. Bunday molekulalar amfifil deyiladi ...

Yuqori toza kremniy ishlab chiqarishning kimyoviy-texnologik tizimlari

Er qobig'ida tarqalish darajasi bo'yicha (27,6%) kremniy kisloroddan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Metall kremniy va uning birikmalari (silikatlar, aluminosilikatlar va boshqalar ko'rinishida) ...

Eritmalardagi ion reaktsiyalari. Tuz effekti (SOda)

Faollashgan kompleks nazariya suyuq fazadagi ion reaktsiyalar kinetikasining o'ziga xos xususiyatlarini nafis tushuntirishga imkon beradi. Faollashtirilgan kompleks nazariyasi - O'tish davri nazariyasi ...

Lyuis kislota - bu bo'sh elektron orbitallarga ega bo'lgan molekula yoki ion, natijada ular elektron juftlarini olish imkoniyatiga ega. Masalan, vodorod ionlari - protonlar, metall ionlari (Ag +, Fe 3+), ba'zi bir metall bo'lmagan oksidlar (SO 3, SiO 2), bir qator tuzlar (AlCl 3), BF 3, Al 2 O 3 kabi moddalar. Vodorod ionlarini o'z ichiga olmaydigan lyuis kislotalariga aprotik deyiladi. Protik kislotalar kislota sinfining alohida hodisasi sifatida qaraladi.

Lyuis asosi - bu elektron juftlarini bera oladigan molekula yoki ion: barcha anionlar, ammiak va aminlar, suv, spirtlar, galogenlar.

Kislotalar va Lyuis asoslari orasidagi kimyoviy reaktsiyalarga misollar:

AlCl 3 + Cl - → AlCl 4 -

BF 3 + F - → BF 4 -

PCl 5 + Cl - → PCl 6 -.