AndreaObzerova/iStock/GettyImages
Syror och baser är välbekanta begrepp inom kemi, men termen Lewissyra hänvisar till en distinkt klass av reaktanter. Medan Brønsted–Lowry-ramverket fokuserar på protonöverföring, har G.N. Lewis utökade definitionen till att omfatta alla reaktioner där elektronpar byts ut, och därigenom inkluderade icke-protoniska processer.
Lewis-syror accepterar elektronpar, medan Lewis-baser donerar dem. En elektron-defekt eller positivt laddad art fungerar vanligtvis som en Lewis-syra.
1923 demonstrerade Lewis denna princip genom att använda en vätejon (H⁺) och hydroxidjonen (OH⁻). Medan Brønsted–Lowrys teori beskriver att OH⁻ accepterar en proton för att bilda vatten, såg Lewis vätejonen som en elektronacceptor som bildar en kovalent bindning med elektronparet från hydroxid.
En Lewis-syra är vilken kemisk art som helst som kan bilda en kovalent bindning genom att acceptera ett elektronpar från en annan art. Ofta har dessa syror tomma orbitaler som kan ta emot de inkommande elektronerna.
Omvänt, en Lewis-bas är en art som donerar ett elektronpar för att bilda en kovalent bindning. Relationen mellan Lewis-syror och baser är analog med den klassiska syra-bas-parningen men definieras av elektronparöverföring snarare än protonöverföring.
Exempel på Lewis-syror inkluderar metallkatjoner såsom Al³⁺ och Fe³⁺, vars positiva laddning starkt attraherar elektrondensitet.
En Lewis-syrakatalysator påskyndar en kemisk reaktion genom att ta emot elektroner från ett substrat och därigenom öka dess reaktivitet. Viktigt är att katalysatorn själv inte förbrukas i reaktionen; det regenereras i slutet av den katalytiska cykeln.
AlCl3 är en lärobok Lewis syra. Aluminium har 17 valenselektroner, vilket lämnar en tom p-orbital som kan acceptera ett elektronpar. Denna elektronaccepterande förmåga gör det möjligt för AlCl₃ att underlätta många organiska transformationer.
Ammoniak innehåller ett ensamt elektronpar på kväve, vilket gör att det kan donera det paret till en elektronaccepterande art. När NH₃ reagerar med HCl i vattenlösning donerar kvävet elektroner till H⁺ och bildar NH₄⁺.
Både Brønsted-Lowry- och Lewis-koncepten beskriver relaterat kemiskt beteende men från olika perspektiv - protonöverföring kontra elektronparöverföring. Att förstå båda ramarna ger en heltäckande bild av syra-baskemin.
