ルイス酸とは何ですか？
ルイス酸という用語は、アメリカの化学者ギルバートN.ルイスにちなんで名付けられました。初期の化学者は、酸をいくつかの金属と反応し、塩基またはアルカリを中和し、塩を生成する酸味のある物質として認識しました。しかし、19世紀後半以来、酸と塩基をより厳密な方法で定義する試みがなされており、酸塩基反応で実際に何が起こるかを説明しています。ルイスは最も広い定義です。
1883年、スウェーデンの化学者であるスヴァンテ・アレニウスは、水溶液（h +）を形成する物質として酸を定義し、水Xide（oh -）イオンを形成する物質として定義しました。 H +イオン（単に陽子）は、水溶液に存在するには反応性が高すぎて、水分子と結合して水素（H 3 o +）イオンを形成します。 Arrheniusの定義は非常に有用であることが証明され、一般的に酸と見なされる化合物のほとんどをカバーしています。たとえば、塩酸、水中の塩化ガスの溶液は、溶液中にヒドロニウムイオンを形成するH + イオンを提供します：Hcl + H 2 o→H 3 o + cl - 。この定義は20世紀までの標準であり、今日でも頻繁に使用されています。
すべての酸の特徴を定義することは、塩を生産するために塩基を中和することです。例としては、塩酸ナトリウムと水を生成するための塩酸と水酸化ナジウム（NaOH）との反応（H 2 o）：H 3 o + na + cl - + h 2 o。ここでは、塩酸によって提供されるh +イオンは、水を生成するために水酸化ナトリウムによって提供されるoh - イオンと組み合わされていますが、Na +およびcl - イオンは、塩を生成し、Arrheniを生成し、Arrheniを産生しています。私たちの理論;ただし、酸と塩基のアレニウスの定義に適合しない化合物間で同様の反応が発生する可能性があります。たとえば、気体塩化水素は気体アンモニアと反応して塩化塩塩を形成することができます：Hcl + NH 3 →NH 4 + cl - 。 2つの化合物が塩を形成するために組み合わされていますが、溶液中ではないため、h +またはoh イオンが存在しないため、反応物は酸と塩基として適格ではありません。
1923年、2人の化学者 - ヨハネスブロンステッドとトーマスローリー - が独立して新しい定義を思いつきました。彼らは、酸が陽子ドナーであり、ベースがプロトンアクセプターであることを示唆した。酸塩基反応では、酸は塩基にプロトン、またはh +イオンを提供します。ただし、反応前に実際にh +またはoh イオンを使用して、どちらの反応物も溶液中である必要はありません。この定義には、すべてのアレニウス酸と塩基が含まれます。酸塩基反応としての塩化水素とアンモニアのガス酸水素とアンモニアの組み合わせも説明しています。共有結合塩化水素はアンモニアにプロトンを提供し、アンモニア（NH 4 ）イオンを形成します。
アメリカの化学者ギルバートN.ルイスは、1923年に、電子ペアの受容体とドナーとしての酸と塩基の拡張概念をそれぞれ示唆しました。この定義により、酸塩基反応には、反応物が、共有結合（共有電子が同じ原子から来る共有結合）を形成する反応物を伴います。上記のHCl – NAOH反応では、HClによって提供されるH +イオンは、NaOHによって提供されるOH - イオンから水を水を形成するために電子ペアを受け入れます。
したがって、この理論によれば、ルイスベースは、結合に利用できる骨のない電子ペアを持つ化合物です。ルイス酸構造はそのようなものですルイスベースと調整された絆を形成することにより、安定した構成を実現できること。塩基には水酸化物イオンが含まれたり、陽子を受け入れたりする必要はなく、ルイス酸には水素が含まれたり、陽子を寄付したりする必要はありません。ルイス酸の定義には、すべてのarrheniusおよびbronsted-lowry酸、およびブロンステッドローリーまたはアレニウスの基準を満たさない多くの物質が含まれます。そのような物質の良い例は、トリフッ化ホウ素です（bf 3 ）。この化合物では、通常、外殻に3つの電子があるホウ素は、共有結合を形成し、3つのフッ素原子のそれぞれと電子ペアを共有しています。化合物は安定していますが、外側のシェルにさらに2つの電子のスペースがあります。したがって、それは電子ペアのドナーとの座標結合を形成することができます - 言い換えれば、ベース。
たとえば、窒素の外側シェルの5つの電子のうち3つが含まれているため、窒素ペアの窒素原子を持つアンモニア（NH <サブ> 3 ）と組み合わせることができます。3つの水素原子との共有結合。したがって、トリフッ化ホウ素とアンモニアの組み合わせは次のとおりです。Bf 3 +：nh 3 →bf 3 ：nh 3 - 「：」はアンモニアの窒素原子の電子ペアを表します。したがって、トリフッ化ホウ素はルイス酸とアンモニアとして塩基として振る舞っています。