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溶液中的酸碱电子理论


实验室k / 2018-07-09

    在酸碱质子理论提出的同一年,美国化学家G.N. Lewis提出了酸碱电子理论。
    该理论的基本要点是,酸是任何可以接受电子对的分子或离子物种,酸是电子对的接受体,必须具有可以接受电子对的空轨道。碱则是可以给出电子对的分子或离子物种,碱是电子对的给予体,必须具有未共享的孤对电子。酸碱之间以共价配键相结合。

溶液中的酸碱电子理论


    Lewis的酸碱电子理论的适用范围更广泛。例如,H+与OH-反应生成H2O,这是典型的Arrhenius电离理论的酸碱中和反应。质子理论也能说明H+是酸,OH-是碱。根据酸碱电子理论,OH-具有孤对电子,能给出电子对,它是碱;而H+有空轨道,可接受电子对,是酸;H+与OH-反应生成含配位键的酸碱加合物H2O。
    在气相中氯化氢与氨反应生成氯化铵。这一反应既可用质子理论解释,也可用电子理论解释。按照电子理论,NH3中N上的孤对电子提供给HCI中的H(指定原来HCl的H-CI键的共用电子对完全属于Cl之后,H有了空轨道),形成NH+4:中的配位共价键[H3N→H]+。
    碱性氧化物Na2O与酸性氧化物SO3反应生成盐Na2SO4,该反应也是酸碱反应。然而,该反应不能用质子理论说明。但根据酸碱电子理论,Na2O中的O2-具有孤对电子,是碱;SO3中S能提供空轨道接受孤对电子,是酸;Na2O与SO3反应生成含配位键的酸碱加合物Na2SO4。B(OH)3与水反应并不是给出它自身的质子,而是B(有空轨道)接受了H2O的OH-中O2-提供的孤对电子形成B(OH)-4,因此,硼酸H3BO3不是质子酸,而是Lewis酸。

    Lewis酸的范围很广泛,许多配合物和有机化合物都是Lewis酸碱的加合物。但是酸碱电子理论也不是完美无瑕的,其缺点是不易确定酸碱的强度。


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