Le A'oa'oga o le Acid-Base a Lewis: O se Malamalamaaga Lautele ma Sili Atu ona Aoao
Pendahuluan
Na saunoa Isaac Newton i se tasi taimi e mafai ona ia vaai atili e ala i le tu i luga o tauʻau o tagata tetele, ma i le kemisi, o le tele o mataupu faavae autu tatou te taliaina i aso nei e faavae i luga o galuega a saienitisi na muamua atu. O se tasi o nei atinae taua o le talitonuga a Lewis o acids ma bases, na faalauiloa e Gilbert N. Lewis i le 1923. O lenei talitonuga na faafaigofieina ma faalauteleina ai manatu o acids ma bases, ma faigofie ai ona malamalama ma faaaoga i le kemisi faaonaponei.
I le fa'atomuaga, se'i o tatou tilotilo i a'oa'oga o le acid ma le base na fautuaina a'o le'i o'o ia Lewis. Muamua, o le a'oa'oga o le acid-base a Arrhenius o lo'o fa'apea mai o le acid o se vaila'au e mafai ona fa'ateleina ai le tele o ion hydrogen (H⁺) i totonu o le vaila'au, ae o le base o se vaila'au e mafai ona fa'ateleina ai le tele o ion hydroxide (OH⁻). Mulimuli ane, na talia e le vaega fa'asaienisi le a'oa'oga o le acid-base a Bronsted-Lowry , lea na fa'alauteleina ai lenei fa'amatalaga i le fa'apea mai o le acid o se foa'i proton (H⁺) ma o le base o se tagata talia proton. Peita'i, o fa'amatalaga e ala i a'oa'oga uma e lua e iai ni tapula'a, aemaise lava pe a tatou mafaufau i tali fa'akemikolo e le o aofia ai fa'apitoa protons po'o ion hydroxide.
Fa'amatalaga ma Mataupu Fa'avae Fa'avae 'Aseta E tusa ai ma Lewis
Na iloa e Gilbert N. Lewis lenei vaivaiga ma fautuaina ai se faʻamatalaga lautele o acids ma bases. I le aʻoaʻoga a Lewis e uiga i le acid-base, o le acid e faʻamatalaina o se tagata e taliaina le electron-pair, ae o le base o se tagata foaʻi electron-pair. O lenei faʻamatalaga e sili atu nai lo vai ma tali e aofia ai protons, e mafai ai ona malamalama atili i ituaiga eseese o tali faʻakemikolo.
O se faʻataʻitaʻiga masani o lenei aʻoaʻoga o le tali atu i le va o le ammonia (NH3) ma le boric acid (BF3). I lenei tulaga, e galue le NH3 o se faʻavae Lewis auā e foaʻi atu se paga eletise i luga o lana atomu nitrogen i le atomu boron e leai se eletise i le BF3, lea e galue o se acid Lewis. O le fusifusia i le va o le paga eletise o le faʻavae Lewis ma le tagata e taliaina le eletise o le acid Lewis e mafua ai le fausiaina o se faʻalavelave faʻaopoopo e sili atu ona mautu.
O le isi vaega tāua o le Aʻoaʻoga a Lewis
O se tasi o malosiaga o le aʻoaʻoga a Lewis o lona gafatia lea e faʻamatalaina ai tali e le mafai ona faʻamatalaina e aʻoaʻoga a Arrhenius poʻo Bronsted-Lowry. E aofia ai tali e le o aofia ai ni protons. Mo se faʻataʻitaʻiga, i tali eseese o le organometallic ma le coordination chemistry, o le fegalegaleaiga i le va u'amea fesuia'i ma e faigofie ona fa'amatalaina ligands e fa'aaoga ai le manatu o Lewis acids ma bases.
1. Manatu o Orbitals ma Ituaiga o Fegalegaleaiga
O se vaega tāua i le aʻoaʻoga o le acid-base a Lewis o le malamalama lea i orbitals ma ituaiga o fegalegaleaiga i le va o acids ma bases. O d-orbitals o metala fesuiaʻiga, mo se faʻataʻitaʻiga, e masani ona i ai se sao i le fusifusia ma ligands e galulue o ni Lewis bases. O nei fegalegaleaiga e faʻavae i luga o le fausiaina o coordination complexes, e taua tele i le tele o faʻaoga faʻakemikolo e pei o le homogeneous catalysis ma le supramolecular chemistry.
2. Mausali o Mea Fa'aopoopo
E mafai ona iloiloina le mautu o adduct complexes ua fausia i le va o Lewis acids ma bases e ala i le tele o parameters e pei o le geometric compatibility, electrostatic interaction energy, ma le polarity. Mo se faʻataʻitaʻiga, o meatotino e pei o le electron affinity ma le three-dimensional structure o le molecule e mafai ona aʻafia ai le malosi o le taliaina poʻo le foaʻiina atu o se electron pea.
3. Fa'aoga i le Catalysis
Autu fa'avae 'āsi E taua fo'i le sao o Lewis acids i le catalysis, aemaise lava i le heterogeneous ma le homogeneous acid-base catalysis. E fa'avavevaveina e Catalysts ni tali e ala i le tu'uina atu o isi auala e maualalo ai le malosi o le fa'agaoioiga. E mafai e le tele o transition metal catalysts ona galue e pei o Lewis acids e fa'agaoioi ai substrates e ala i le taliaina o electron pair. Mo se fa'ata'ita'iga, i le hydrogenation catalysis, e mafai e metala e pei o le platinum po'o le palladium ona fa'afaigofieina le fusifusia ma le fa'agaoioiga o mole mole hydrogen.
Faatusatusaga ma Tapula'a o le A'oa'oga a Lewis
E ui o le aʻoaʻoga o le acid-base a Lewis e ofoina atu le lautele o le aofia ai, ae e le suia atoatoa ai Arrhenius ma Bronsted-Lowry. O aʻoaʻoga taʻitasi e iai ona lava malosiaga ma faʻaoga i le faʻamatalaina o nisi ituaiga o tali. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le aʻoaʻoga a Arrhenius e matua aoga lava i le malamalama i ai meatotino o electrolytes i totonu o le fofo vai, ae o le aʻoaʻoga a Bronsted-Lowry e sili atu ona faʻaaogaina i tali atu o le acid-base i totonu o vailaʻau faʻasaina e lē o ni vai poʻo le vaega kasa.
O se tasi o tapula'a o le a'oa'oga a Lewis o le lautele tele o ona fa'amatalaga o acids ma bases e faigata ai i nisi taimi ona fa'amatalaina sa'o i ni tulaga patino e aunoa ma le fesoasoani a ni manatu loloto fa'akemikolo e pei o le kemisi kuantum po'o le au'ili'iliga spectroscopic. O le a'oa'oina ma le fa'aogaina o le a'oa'oga a Lewis e masani ona mana'omia ai ni fa'ata'ita'iga mautu ma ni au'ili'iliga loloto ina ia aoga moni.
Faaiuga ma le Aafiaga
O le aʻoaʻoga a Lewis acid-base ua faʻalauteleina ai lo tatou malamalama i fegalegaleaiga faʻakemikolo i faʻamatalaga e sili atu ona fetuʻunaʻi ma faʻaoga lautele. I le faʻamatalaina o acids o ni electron-pair acceptors ma bases o ni electron-pair donors, ua tatalaina ai e le aʻoaʻoga ni vaega fou i le malamalama i ituaiga eseese o tali faʻakemikolo. E aofia ai tali e le o aofia ai faʻamatalaga manino o hydrogen ions poʻo hydroxide ions, e pei o coordination complexes ma catalytic reactions i le organometallic chemistry.
I le aotelega, o sao o Gilbert N. Lewis i lenei aʻoaʻoga e le gata ina faʻamalosia ai faʻavae o le kemisi ae na saunia ai foʻi se meafaigaluega taua mo nisi suʻesuʻega faasaienisi. O se malamalamaga loloto i lenei aʻoaʻoga e fesoasoani ia i tatou e malamalama ai i mea faigata o le kemisi ma faʻavavevave ai le faʻafouga i matāʻupu e pei o vailaʻau, meafaitino faasaienisi, ma tekinolosi o le malosi. O le mea lea, i le iloaina o le taua o lenei aʻoaʻoga o le acid-base , e mafai ona tatou talisapaia ma faʻaaogaina i se lautele o suʻesuʻega ma faʻaoga.
