ความแตกต่างระหว่างกรดลูอิสและเบส (พร้อมตาราง)

เคมีจะไม่สมบูรณ์หากไม่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกรดลิวอิสและเบสลิวอิส ทฤษฎีกรดบรอนสเต็ด-ลาวรี ได้กำหนดลักษณะทางเคมีไว้ จีเอ็น Lewis ในปี 1923 แนะนำว่ามีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนไม่ใช่โปรตอน ทฤษฎีนี้ช่วยให้นักเคมีคาดการณ์ปฏิกิริยาระหว่างกรดและเบสที่กว้างขึ้น

กรดลูอิส vs เบส

ความแตกต่างระหว่างกรดลูอิสและเบสคือความสามารถในการมีส่วนร่วมหรือรับอิเล็กตรอน Lewis Acid เป็นแผนกเคมี มีเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ว่างและสามารถหาชุดอิเล็กตรอนได้ พวกมันสร้างพันธะโควาเลนต์เมื่อได้รับอิเล็กตรอน ในทางกลับกัน ฐานของลูอิสเป็นแผนกเคมีที่แจกอิเล็กตรอนคู่เดียวของพวกมัน ฐาน Lewis มีเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์ พวกมันมีชุดอิเล็กตรอนพิเศษที่ไม่พันกันในพันธะใดๆ

กรดลูอิสมีเปลือกเปล่า และมีฉลากระบุว่าเป็นอิเล็กโทรไลต์ เป็นสปีชีส์ที่ล่อไปยังแกนกลางที่อุดมด้วยอิเล็กตรอน กรดลูอิสมีพลังงานต่ำกว่าเนื่องจากมีเปลือกเปล่า ไพเพอร์ทั้งหมดส่วนใหญ่เป็นส่วนหนึ่งของสปีชีส์กรดลูอิส หากโมเลกุล ไอออน หรืออะตอมมีชุดออคเต็ตอิเล็กตรอนไม่เพียงพอ พวกมันจะมีพฤติกรรมเหมือนกรดลูอิส

เบสลูอิสมีเปลือกมากมาย และมีฉลากระบุว่าเป็นนิวคลีโอไฟล์ และมีระดับพลังงานที่สูงกว่ากรดของลูอิส พวกมันพุ่งด้วยประจุบวกด้วยอิเล็กตรอนชุดเดียว แอนไอออนส่วนใหญ่เป็นส่วนหนึ่งของสายพันธุ์ Lewis Base หากโมเลกุล อะตอม หรือไอออนมีชุดอิเล็กตรอนแบบโลน พวกมันจะมีพฤติกรรมเป็นฐานลูอิส

ตารางเปรียบเทียบระหว่างกรดลิวอิสและเบส

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	กรดลูอิส	Lewis Base
พลังงาน	สารเคมีชนิดมีพลังงานต่ำกว่า	พลังงานเคมีมีพลังงานสูงกว่า
ไอออน	ไพเพอร์ทั้งหมดส่วนใหญ่เป็นส่วนหนึ่งของสปีชีส์กรดลูอิส	แอนไอออนส่วนใหญ่เป็นส่วนหนึ่งของสายพันธุ์ Lewis Base
คำศัพท์ที่รู้จัก	อิเล็กโทรฟิล	นิวคลีโอไฟล์
ลักษณะเฉพาะ	แสดงคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์เมื่อสร้าง adducts	แสดงคุณสมบัติ Kinetic
อิเล็กตรอนในเปลือกนอก	ชุดอิเล็กตรอนไม่เพียงพอในเปลือกนอก	ชุดพิเศษของอิเล็กตรอนอิสระในเปลือกนอก

กรดลูอิสคืออะไร?

ก่อนหน้านั้นในปี 1916 ลูอิสเสนอว่าอะตอมจะเกาะติดกันในกรอบเคมีโดยการกระจายอิเล็กตรอน กิลเบิร์ต เอ็น. ลูอิสกล่าวไว้ว่า กรดสามารถดึงดูดชุดอิเล็กตรอนจากโมเลกุลที่สองและทำให้เกิดรูปแบบคงที่สำหรับอะตอมตัวใดตัวหนึ่งของมัน

กรดลูอิสไม่ใช่กรดบรอนสเต็ด-โลว์รีโดยอัตโนมัติ เมื่อมีการบริจาคอิเล็กตรอนเอกพจน์จากแต่ละอะตอมจะเรียกว่าพันธะโควาเลนต์ เมื่ออิเล็กตรอนตัวใดตัวหนึ่งเข้าใกล้อะตอมตัวใดตัวหนึ่งจะเรียกว่าพันธะพิกัด

Lewis Acid ถูกจำกัดให้อยู่ในการจำแนกระนาบตรีโกณมิติ พวกมันมีความหลากหลายและทำปฏิกิริยากับ Lewis Base เพื่อสร้าง adducts Lewis Acid ยืนยันคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของการเกิด adduction

กรดลูอิสสามารถแยกความแตกต่างได้มากขึ้นโดยพิจารณาจากความแข็งและความนุ่มนวล ความแข็งหมายถึงไม่มีขั้ว

ขึ้นอยู่กับความแข็ง, กรด: บอเรน, ไอออนบวกของโลหะอัลคาไล, H+

ขึ้นอยู่กับความนุ่มนวล, กรด: Ni(0), Ag+

ตัวอย่างบางส่วนของ Simple Lewis Acids:

ออร์กาโนโบราเนสและโบรอนไตรฮาไลด์เป็นกรดลิวอิสอย่างง่ายเพียงไม่กี่ชนิด ภาพประกอบ: BF3 + F− → BF4−

บางครั้ง Lewis Acid สามารถยึด Lewis Bases ได้สองแบบ:

ตัวอย่าง: SiF4 + 2 F− → SiF62− (เฮกซาฟลูออโรซิลิเกต)

ตัวอย่างบางส่วนของกรดลิวอิสที่ซับซ้อน:

บางครั้งสารประกอบเคมีบางชนิดต้องการการกระตุ้นเพิ่มเติม พวกเขาต้องการมันก่อนที่จะสร้าง adduct เมื่อทำปฏิกิริยากับ Lewis Base

การใช้กรดลูอิส:

ฐานลูอิสคืออะไร?

ทฤษฎีกรด-เบสของบรอนสเต็ด-ลาวรีระบุว่าเมื่อใดก็ตามที่กรดและเบสตอบสนองซึ่งกันและกัน กรดจะกำหนดค่าเบสคอนจูเกต ในทางกลับกัน เบสจะแลกเปลี่ยนโปรตอนและกำหนดค่ากรดคอนจูเกตของมัน

ทฤษฎีลูอิสได้จัดตั้งขึ้นตามโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ Lewis Base สามารถแจกชุดอิเล็กตรอนให้กับ H+ (โปรตอน) และคอนจูเกตเบสของทฤษฎีกรด-เบสของ Brønsted–Lowry เกิดขึ้นจากการสูญเสีย H+ ดังนั้นเมื่อพิจารณาจากทฤษฎีกรด-เบสของบรอนสเต็ด-โลว์รีและทฤษฎีลูอิส เบสของลูอิสยังสามารถจัดเป็นเบสบรอนสเต็ด-โลว์รีได้อีกด้วย

เอมีนทั่วไป (แอมโมเนีย) ไพริดีนและอนุพันธ์ และอัลคิลลามีนคือลูอิสเบส ฐานลูอิสมีวงโคจรของโมเลกุลสูงสุด และพวกมันยืนยันคุณสมบัติจลนศาสตร์ของการก่อตัวการเหนี่ยวนำ

Lewis Bases สามารถแยกแยะเพิ่มเติมได้ตามความแข็งและความนุ่มนวล ความนุ่มนวลหมายความว่าสามารถโพลาไรซ์ได้และมีขนาดใหญ่ขึ้น

ฐานแข็ง: น้ำ คลอไรด์ แอมโมเนีย เอมีน

ฐานอ่อน: คาร์บอนมอนอกไซด์, ไทโออีเธอร์

การประยุกต์ใช้ฐานลูอิส:

ตัวให้คู่อิเล็กตรอนที่สร้างสารประกอบโดยองค์ประกอบดัดแปลงสรุปถูกมองว่าเป็นฐานของลูอิส พวกเขายังเป็นที่รู้จักในนามลิแกนด์ ดังนั้นการประยุกต์ใช้ Lewis Bases จึงอยู่ในการก่อตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ เนื่องจาก Lewis Bases สร้างพันธะจำนวนมากกับ Lewis Acids พวกเขาจึงกลายเป็น multidentate (สารคีเลต)

บริษัทยาพึ่งพา Chiral Lewis Bases เนื่องจากให้ chirality บนตัวเร่งปฏิกิริยา คุณสมบัตินี้อำนวยความสะดวกในการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาแบบอสมมาตรซึ่งมีความสำคัญต่อการผลิตยา

ความแตกต่างหลักระหว่างกรดลูอิสและเบส

บทสรุป

Lewis Acid ยอมรับชุดของอิเล็กตรอนและ Lewis Base ให้อิเล็กตรอนออกมา Arrhenius Acid and Base, Brønsted Acid and Base สามารถสังเกตได้ว่าเป็น Lewis Base หรือ Lewis Acid ความแข็งแกร่งของ Lewis Base ขึ้นอยู่กับปัจจัย pKa หากกรดคอนจูเกตมีปัจจัย pKa สูงกว่า ก็จะทำให้เกิดเบสที่แข็งแรงขึ้น

ปัจจุบัน มีการพัฒนาเทคนิคบางอย่างเพื่อคาดการณ์ความเป็นกรดของลูอิส ทั้งกรดลิวอิสและเบสเป็นสปีชีส์เคมีที่มีปฏิกิริยาระหว่างกันเพื่อสร้างสารประกอบ พวกมันเป็นสายพันธุ์ที่ทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันเพื่อสร้าง Lewis Adducts ประเด็นหลักของปฏิกิริยาคือการพัฒนาแอดดักต์

อ้างอิง