Chemia Organiczna OnLine

Teoria kwasów i zasad Lewisa

Teoria kwasów i zasad Brønsteda połączyła w spójną całość wiele związków, których wodne roztwory wykazywały charakter kwaśny lub zasadowy. W teorii tej podstawowym składnikiem każdego kwasu był jon wodorowy. Zasadą wg tej teorii był natomiast związek, który mógł przyjąć jon wodorowy. By móc jednak przyjąć jon wodorowy każda zasada musiała (co już było zaznaczone) posiadać parę elektronową, którą udostępniała jonowi wodorowemu. Wspólną cechą każdej zasady według tej teorii była właśnie wolna para elektronowa, którą atom udostępniał protonowi, czyli tworzył wiązanie z jonem wodorowym.

Jon wodorowy jest akceptorem pary elektronowej. Na podobnej zasadzie opisywane są kwasy według powstałej w 1923 roku teorii kwasów i zasad Lewisa. Zgodnie z tą teorią kwasem jest każda cząsteczka bądź jon, który może przyjąć parę elektronową, natomiast zasadą cząsteczka bądź jon, który dysponuje parą elektronową i tę parę może udostępnić kwasowi. Związki, które były zasadami wg teorii kwasów i zasad Brønsteda są również zasadami wg teorii kwasów i zasad Lewisa, natomiast kwasami Lewisa są związki lub jony, które wg teorii kwasów i zasad Brønsteda nie można było zaliczyć do kwasów. Kwas Lewisa nie musi w ogóle posiadać atomu wodoru, który może być oddany zasadzie. Wystarczy tylko by miał niedobór elektronów wynikający z efektu indukcyjnego, lub niecałkowicie obsadzony niskoenergetyczny orbital, na który może przyjąć parę elektronową. Zgodnie z tą teorią możemy wyróżnić centra zasadowe i kwasowe. Jest to atom (jon), który posiada i może udostępnić parę elektronową, lub atom (jon), który może przyjąć parę elektronów. Wolna para elektronów pochodząca od zasady przekształca się w reakcji w parę elektronów wiążących (wiązanie). Utworzone wiązanie jest oczywiście wiązaniem kowalencyjnym, jednakże niekiedy dogodniej traktować je jako wiązanie koordynacyjne. Sposób zapisywania nowopowstałego wiązania zależy wyłącznie od nas samych. Zapisujmy je jednak w taki sposób, by późniejsze rozważania były łatwiejsze, czyli jako wiązanie koordynacyjne w przypadku związków kompleksowych, oraz kowalencyjne w pozostałych przypadkach.

W tak szeroko pojętej teorii oprócz typowej reakcji zobojętnienia, wyróżniamy też inne typy reakcji:

Dla celów dydaktycznych lukę elektronową na centrum kwasowym oznaczać będę , a parę elektronów biorącą udział w reakcji :.

• reakcje zobojętniania

Pomimo tego, że powstające wiązanie, tworzone jest jako wiązanie donorowe, po utworzeniu się jest ono zwykłym wiązaniem kowalencyjnym.

Przedstawione tu równania reakcji obrazują różne sposoby przedstawienia tworzonych wiązań.

• reakcje wypierania słabego kwasu przez mocny kwas lub słabej zasady przez mocną zasadę