什么是路易斯酸?

大别山在哪里2023-02-03  39

路易斯酸(Lewis Acid,LA)是指电子接受体,(即有可以用来接收电子对的空轨道)。也可看作形成配位键的中心体。路易斯酸碱理论是由美国化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯提出的,是多种酸碱理论的一种。所以“酸”可以有不同定义,现时酸常被分为路易斯酸和布朗斯特-劳里酸(Brønsted-Lowry)。

常见的路易斯酸有氯化铝、氯化铁、三氟化硼、五氯化铌以及镧系元素的三氟甲磺酸盐。

物理性质

路易斯酸多具腐蚀性。氯化锌,对纤维素具腐蚀性,是一个路易斯酸腐蚀性的典型例子。由于水显路易斯碱性,多数路易斯酸会和水反应并产生具有布朗斯特酸性的水合物。因此,很多路易斯酸的水溶液都是呈布朗斯特酸性的。水合物中的路易斯酸与水分子之间有强的化学键连系著,因此很难把路易斯酸水合物干燥,即是路易斯酸水合物通常是可分离出的化合物。例如,如果试图加热干燥金属氯化物(路易斯酸)中的水分,则会生成氯化氢及其金属的氢氧化物。

化学性质

亲电试剂或电子受体都是路易斯酸。路易斯酸通常含低能量LUMO(最低未占轨道),会与路易斯碱的HOMO(最高占有轨道)反应。它与布朗斯特-劳里酸不同的是,路易斯酸并不一定需要有质子(H+)的转移,对路易斯酸理论来说,所有亲电试剂都可以叫做路易斯酸(包括H+)。虽然所有布朗斯特-劳里酸都属于路易斯酸,但实际上路易斯酸这个名词多指那些不属于布朗斯特-劳里酸的路易斯酸。

路易斯酸的化学反应活性可以用软硬酸碱理论来判断。科学家仍没有知道路易斯酸“强度”的通用定义,这是因为路易斯酸的强度与其特有的路易斯碱的反应特性有关。一个模型曾以气态路易斯酸对氟离子的亲合能来预测路易斯酸的强度,从而得出在常见可分离出的路易斯酸中,以SbF5(五氟化锑)的路易斯酸酸性最强。氟离子是“硬”的路易斯碱,氯离子及一些较“软”的路易斯碱,以及溶液中的路易斯酸性,都受到计算复杂的限制而较难研究。

路易斯酸(Lewis acid)又称亲电子试剂,指可以接受电子对的物质(包括离子、原子团或分子),这是根据路易斯(Gilbert Newton Lewis)的酸碱电子理论对酸的定义确定的。由于它所包含的物质极为广泛,也称广义酸。

路易斯酸多具有超腐蚀性。氯化锌,对纤维素具腐蚀性,是一个路易斯酸腐蚀性的典型例子。由于水显路易斯碱性,多数路易斯酸会和水反应并产生具有布朗斯特酸性的水合物。

因此,很多路易斯酸的水溶液都是呈布朗斯特酸性的。水合物中的路易斯酸与水分子之间有强的化学键连系著,因此很难把路易斯酸水合物干燥,即是路易斯酸水合物通常是可分离出的化合物。

扩展资料

路易斯酸有以下五种类型:简单的阳离子(理论上一切简单的阳离子都是路易斯酸)、中心原子的电子结构为不完整的八隅体(这是一类最重要的路易斯酸)、中心原子的八隅体能够扩大的化合物、中心原子带有重键的化合物、电子结构为六隅体的元素单质。

路易斯酸在有机化学的酸催化反应方面有重大的实践意义,如:

氯化铝(aluminium chloride)化学式为AlCl3,是氯和铝的化合物。氯化铝熔点、沸点都很低,且会升华,为共价化合物。熔化的氯化铝不易导电,和大多数含卤素离子的盐类(如氯化钠)不同。

三氟化硼英文名称为Boron trifluoride。又称之为氟化硼。CAS号7637-07-2,分子量67.81。为无机化合物,无色气体,有窒息性,在空气中遇湿气立即水解。分解时生成剧毒的氟化物烟雾。

三氧化硫是一种无色易升华的固体,有三种物态。

溴化铁样品难以制纯,原因是它不稳定,溴离子会被铁离子氧化,生成Br2和Fe。加热溴化铁至200℃以上时容易分解,煮沸其水溶液也会使其分解,生成溴化亚铁和溴。

参考资料来源:百度百科-路易斯酸


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