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路易斯酸和碱
Release Time：2021-02-07路易斯酸和碱的简单介绍
路易斯酸和碱通过路易斯酸碱反应理论被描述为电子对受体和电子对给体。 因此，路易斯碱可以给路易斯酸提供一对电子，以形成含有配位共价键的产物。 该产物也称为路易斯加合物。 路易斯酸和碱是根据美国化学家Gilbert Newton Lewis的名字命名的，他在热力学和光化学领域也做出了不可估量的贡献。
路易斯酸
路易斯酸是具有空轨道并且能够接受来自路易斯碱的电子对的化学物质。 该术语通常用于描述具有三角形平面结构和空p轨道的化学物质。 这种路易斯酸的例子是BR3（其中R可以是卤化物或有机取代基）。水和一些其他化合物被视为路易斯酸和碱，因为它们可以根据反应接受和提供电子对。
路易斯酸的例子
可以接受电子对的路易斯酸的一些常见例子包括：
H+离子（或质子）可与路易斯离子（如H3O+）一起视为路易斯酸。
显示高氧化态的d嵌段元素的阳离子可以充当电子对受体。 这种阳离子的一个例子是Fe3+。
金属的阳离子（例如Mg2+和Li+）可以与水作为配体形成配位化合物。 这些水配合物可以接受电子对，并表现出路易斯酸的性质。
CH3+和其他三角平面物质给出的碳正离子倾向于接受电子对。
除了上面列出的这些化学化合物外，任何缺电子的π系统都可以充当电子对的受体-例如，烯类。
路易斯碱
具有高度局部化的HOMO（最高被占领分子轨道）的原子或分子化学物质充当路易斯碱。如前所述，这些化学物质具有向给定的路易斯酸提供电子对以形成加合物的能力。最常见的路易斯碱是氨，烷基胺和其他常规胺。通常，路易斯碱本质上是阴离子的，其碱强度通常取决于相应母体酸的pKa。由于路易斯碱是富电子物种，具有捐赠电子对的能力，因此可以归为亲核试剂。类似地，路易斯酸可以归类为亲电子试剂（因为它们表现为电子对受体）。
路易斯碱的例子
下面列出了具有捐赠电子对能力的路易斯碱的实例：
吡啶和吡啶的衍生物具有充当电子对供体的能力。因此，这些化合物可以分类为路易斯碱。
氧，硫，硒和碲（属于元素周期表第16组）的氧化态为-2的化合物通常是路易斯碱。这种化合物的例子包括水和酮。
通过提供这些电子，具有电子对的简单阴离子也可以充当路易斯碱。此类阴离子的例子包括H–和F–。甚至某些复杂的阴离子（例如硫酸根阴离子（SO42-））也可以提供电子对。
富含电子（例如苯，乙炔和乙烯）的π系统具有强大的电子对给体能力。
弱路易斯酸具有很强的共轭路易斯碱。除此之外，由于它们的电子对供电能力，许多具有孤对电子的化学物种，例如CH3–和OH–被确定为路易斯碱。
路易斯酸和碱的应用
在有机化学领域中，路易斯酸被广泛用于促进许多阳离子或假阳离子化学反应。路易斯碱在改变金属催化剂的选择性和活性方面具有广泛的应用。 对于药物的生产，不对称催化是对映选择性合成的重要组成部分。 为了实现不对称催化，经常使用手性路易斯碱来赋予催化剂手性。几种路易斯碱具有与路易斯酸形成许多键的能力。 这些化合物也称为“多齿路易斯碱”或“螯合剂”，具有广泛的工业和农业应用。
路易斯酸和碱的常见问题
1.酸和碱的路易斯定义是什么？
吉尔伯特·刘易斯（Gilbert N. Lewis）在1923年提出了他对酸和碱的定义。根据这个定义，酸是电子对受体，而碱是电子对供体。因此，路易斯酸可以定义为可以接受来自路易斯碱的一对电子并与其形成配位共价键的化学实体。路易斯碱可以定义为一种化学物种，其中占据最高的分子轨道（HOMO）高度集中，从而具有捐赠电子对的能力。
2.盐酸是否为路易斯酸？
盐酸不能被分类为路易斯酸，因为它不能接受电子对。但是，该化合物解离成其组成离子，释放出的 H+被认为是路易斯酸。由于不能接受电子对，盐酸通常被称为经典酸而不是路易斯酸。而且，当与路易斯碱反应时，HCl不会形成任何加合物。
3.哪些金属充当路易斯酸？
金属离子（例如Mg2+和Li+）可以接受来自施主物种的电子对，因为它们包含一个或多个空轨道。这些离子倾向于通过接受来自配体的电子对而形成配位化合物。大多数金属离子与某些配体以协调结构存在。为了使路易斯碱给它们提供电子对，金属离子必须首先从配体上解离。由这些离子形成的路易斯加合物通常也是复合物。
