Ìlànà Ìpìlẹ̀ Acid ti Lewis: Òye Gbígbòòrò àti Òye Gbogbogbòò
Pendahuluan
Nígbà kan rí, Isaac Newton sọ pé òun lè ríran síwájú sí i nípa dídúró lórí èjìká àwọn òmìrán, àti nínú kẹ́mísírì, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìlànà ìpìlẹ̀ tí a gbà lónìí dá lórí iṣẹ́ àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ìṣáájú. Ọ̀kan lára àwọn ìdàgbàsókè pàtàkì wọ̀nyí ni ẹ̀kọ́ Lewis nípa àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀, tí Gilbert N. Lewis gbé kalẹ̀ ní ọdún 1923. Ẹ̀kọ́ yìí mú kí àwọn èrò nípa ásíìdì àti ìpìlẹ̀ rọrùn, ó sì mú kí wọ́n rọrùn láti lóye àti láti lò nínú kẹ́mísírì òde òní.
Gẹ́gẹ́ bí ìṣáájú, ẹ jẹ́ kí a wo àwọn ìmọ̀ nípa acid àti base tí a gbé kalẹ̀ ṣáájú Lewis. Àkọ́kọ́, ìmọ̀ nípa acid Arrhenius sọ pé acid jẹ́ èròjà kan tí ó lè mú kí ìṣọ̀kan àwọn ion hydrogen (H⁺) pọ̀ sí i nínú omi, nígbà tí ìpìlẹ̀ jẹ́ èròjà kan tí ó lè mú kí ìṣọ̀kan àwọn ion hydroxide (OH⁻) pọ̀ sí i. Lẹ́yìn náà, àwùjọ onímọ̀ sáyẹ́ǹsì gba ìmọ̀ nípa ipilẹ̀ acid Bronsted-Lowry, èyí tí ó fẹ̀ sí ìtumọ̀ yìí nípa sísọ pé acid jẹ́ olùfúnni proton (H⁺) àti pé ipilẹ̀ jẹ́ olùgbà proton. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn ìtumọ̀ láti inú àwọn ìmọ̀ méjèèjì ní àwọn ààlà, pàápàá jùlọ nígbà tí a bá ronú nípa àwọn ìṣesí kẹ́míkà tí kò ní àwọn ion proton tàbí hydroxide ní pàtó.
Ìtumọ̀ àti Ìlànà Àwọn Ásídì àti Àwọn Ìpìlẹ̀ Gẹ́gẹ́ bí Lewis ti sọ
Gilbert N. Lewis mọ àbùkù yìí, ó sì dábàá ìtumọ̀ gbogbogbòò fún àwọn acids àti bases. Nínú ẹ̀kọ́ ipilẹ̀ acid ti Lewis, a túmọ̀ acid sí acceptor electron-pair, nígbà tí ipilẹ̀ jẹ́ apèsè electron-pair. Ìtumọ̀ yìí kọjá àwọn omi àti àwọn ìṣesí tí ó ní í ṣe pẹ̀lú àwọn proton, èyí tí ó fún ni ní àǹfààní láti lóye onírúurú ìṣesí kemikali.
Àpẹẹrẹ àgbékalẹ̀ ti ìmọ̀ yìí ni ìṣesí láàrín ammonia (NH3) àti boric acid (BF3). Nínú ọ̀ràn yìí, NH3 ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ Lewis nítorí pé ó ń fi electron pair kan fún atomu nitrogen rẹ̀ sí atomu boron tí kò ní electron nínú BF3, èyí tí ó ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí Lewis acid. Ìsopọ̀ láàrín electron pair ti ipilẹ Lewis àti electron acceptor ti Lewis acid yọrí sí ìṣẹ̀dá àdàpọ̀ adduct tí ó dúró ṣinṣin.
Apá Pàtàkì Míràn Nínú Ìmọ̀ Lewis
Ọ̀kan lára àwọn àǹfààní ẹ̀kọ́ Lewis ni agbára rẹ̀ láti ṣàlàyé àwọn ìṣesí tí ẹ̀kọ́ Arrhenius tàbí Bronsted-Lowry kò lè ṣàlàyé. Èyí ní àwọn ìṣesí tí kò ní àwọn proton nínú ní tààràtà. Fún àpẹẹrẹ, nínú onírúurú ìṣesí kẹ́míkà organometallic àti ìṣọ̀kan, a lè ṣàlàyé àwọn ìṣesí láàrín àwọn irin ìyípadà àti àwọn ligand ní lílo àwọn èròjà Lewis acids àti bases.
1. Ìmọ̀ nípa àwọn ohun tí ń yípo àti àwọn irú ìbáṣepọ̀
Kókó pàtàkì kan nínú ẹ̀kọ́ Lewis acid-base ni òye nípa orbitals àti irú ìbáṣepọ̀ láàrín àwọn acids àti baselines. Fún àpẹẹrẹ, àwọn d-orbitals ti àwọn irin ìyípadà sábà máa ń kó ipa nínú ìsopọ̀ pẹ̀lú àwọn ligands tí wọ́n ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ Lewis. Àwọn ìbáṣepọ̀ wọ̀nyí ló ń ṣe àgbékalẹ̀ àwọn complexes ìṣọ̀kan, èyí tí ó ṣe pàtàkì nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò kẹ́míkà bíi homogeneous catalysis àti supramolecular kemistri.
2. Iduroṣinṣin Awọn Aducts
A le ṣe àyẹ̀wò ìdúróṣinṣin àwọn èròjà adduct tí a dá láàrín àwọn asíìdì Lewis àti àwọn ìpìlẹ̀ nípasẹ̀ onírúurú pàrámítà bíi ìbáramu onígun mẹ́ta, agbára ìbáṣepọ̀ electrostatic, àti polarity. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ohun ìní bíi ìbáramu elekitironi àti ìṣètò onígun mẹ́ta ti molikula le ní ipa lórí bí a ṣe le gba tàbí fi ẹ̀rọ elekitironi kan fún ni agbára tó.
3. Àwọn Ohun Èlò Nínú Ìlànà Ìdánimọ̀
Ìlànà ipilẹ̀-àsìdì Lewis tún kó ipa pàtàkì nínú ìdènà-àsìdì, pàápàá jùlọ nínú ìdènà-àsìdì onípele-méjì àti oníṣọ̀kan. Àwọn olùdènà-àsìdì máa ń mú kí àwọn ìṣesí yára nípa fífúnni ní àwọn ipa ọ̀nà míràn pẹ̀lú agbára ìṣiṣẹ́ tí ó dínkù. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn olùdènà-àsìdì irin ìyípadà lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí àwọn èròjà Lewis láti mú àwọn èròjà-àsìdì ṣiṣẹ́ nípasẹ̀ ìtẹ́wọ́gbà àwọn èròjà electron. Fún àpẹẹrẹ, nínú ìdènà-àsìdì hydrogenation, àwọn irin bíi platinum tàbí palladium lè mú kí ìsopọ̀ àti ìṣiṣẹ́ àwọn èròjà hydrogen rọrùn.
Àfiwé àti Ààlà ti Ìmọ̀ Lewis
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìlànà Lewis acid-base ní ìwífún tó gbòòrò, kò rọ́pò àwọn ìlànà Arrhenius àti Bronsted-Lowry pátápátá. Ẹ̀kọ́ kọ̀ọ̀kan ní agbára àti ìlò tirẹ̀ nínú ṣíṣàlàyé àwọn irú ìṣesí kan. Fún àpẹẹrẹ, ìlànà Arrhenius wúlò gan-an ní òye àwọn ànímọ́ electrolytes nínú àwọn omi ojú omi, nígbà tí ìlànà Bronsted-Lowry wúlò jù fún àwọn ìṣesí acid-base nínú àwọn omi ojú omi tí kì í ṣe omi ojú omi tàbí ìpele gaasi.
Ààlà kan nínú ẹ̀kọ́ Lewis ni pé ìtumọ̀ rẹ̀ nípa àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ jẹ́ gbogbogbòò débi pé ó máa ń ṣòro nígbà míì láti ṣàlàyé ní tààràtà ní àwọn àyíká pàtó láìsí ìrànlọ́wọ́ àwọn èrò kẹ́míkà jíjinlẹ̀ bíi kẹ́mísírì kuantum tàbí ìwádìí spectroscopic. Kíkọ́ni àti lílo ẹ̀kọ́ Lewis sábà máa ń nílò àpẹẹrẹ gidi àti ìwádìí jíjinlẹ̀ láti lè ṣiṣẹ́ dáadáa.
Ipari ati Ipa Rẹ
Ìlànà Lewis acid-base mú kí òye wa nípa ìbáṣepọ̀ kẹ́míkà gbòòrò síi pẹ̀lú àwọn ìtumọ̀ tó rọrùn àti àwọn ìlò tó gbòòrò síi. Nípa ṣíṣàpèjúwe àwọn acids gẹ́gẹ́ bí àwọn agbà electron-pair àti àwọn ìpìlẹ̀ gẹ́gẹ́ bí àwọn olùfúnni electron-pair, ìlànà náà ṣí àwọn ìwọ̀n tuntun sílẹ̀ ní òye onírúurú àwọn ìyípadà kẹ́míkà. Èyí ní àwọn ìyípadà tí kò ní àwọn ion hydrogen tàbí ion hydroxide ní tààràtà, gẹ́gẹ́ bí àwọn ìṣọ̀kan ìṣọ̀kan àti àwọn ìyípadà catalytic nínú kẹ́míkà organometallic.
Ni gbogbogbo, awọn ilowosi Gilbert N. Lewis si imọran yii kii ṣe pe o fun awọn ipilẹ kemistri lagbara nikan ṣugbọn o tun pese ohun elo pataki fun iwadii imọ-jinlẹ siwaju sii. Oye ti o jinle lori imọran yii ṣe iranlọwọ fun wa lati loye awọn iṣẹlẹ kemikali ti o nira ati mu imotuntun yara ni awọn aaye bii oogun, awọn ohun elo imọ-jinlẹ, ati imọ-ẹrọ agbara. Nitorinaa, nipa mimọ pataki ti imọran ipilẹ acid yii, a le mọriri ati lo o si ọpọlọpọ awọn ẹkọ ati awọn ohun elo.
