Акцепторы электронов протоны кислот

Как теория Бренстеда, так и теория Льюиса применимы к неводным растворителям, тогда как теория Аррениуса неприменима к ним. В дальнейшем мы еще убедимся в возможностях теорий Бренстеда и Льюиса. Достоинство обобщенного определения кислот и оснований, предложенного Льюисом, заключается в том, что оно охватывает соединения, которые не включают водород п поэтому не могут быть распознаны как кислоты при помощи теории Аррениуса. Например, зная, что BF-акцептор электронов, можно предсказать, что он должен катализировать те же органические реакции, которые катализируются протонами. [c.474]

Приведем еще один важный для химии случай координативной. связи. Так, вводных растворах кислот катион Н+ (протон) не может существовать отдельно. Он образует с молекулой воды катион оксония Н+-Ь НзО = НзО" . При этом обобществляется электронный дублет атома кислорода. Следовательно, в данном случае-кислород — донор, а водород — акцептор электронного дублета (рис. 1У-15). Отметим, что электронные пары атомов кислорода, азота, галогенов и др. могут служить основой для возникновения координативной связи только в том случае, если эти атомы находятся в валентном, но не в свободном состоянии. [c.91]

Теория Льюиса по своему характеру выглядит наиболее общей из всех трех теорий, так как связывает кислотно-основные свойства с определенной электронной структурой, а не относит их к известным химическим единицам, таким, как Н+ и 0Н , в теории Аррениуса или Н+ в теории Бренстеда. Так как акцепторами электронов, кроме протона, могут быть и многие другие химические реагенты, число кислот по Льюису во много раз больше числа кислот по Бренстеду. Из определения оснований по Льюису непосредственно следует, что оно включает в себя и все основания по Бренстеду. [c.28]

Аналогично, по схеме Льюиса основания — это доноры электронов, нуклеофильные частицы с неподеленными электронными парами (Х , 0Н , КО-, О, Ы, 8), а кислоты — это акцепторы электронов, электрофильные частицы. Так, углерод и протон являются сильными кислотами. [c.228]

Полуреакции ( 1.6.2) и ( 1.6.3) аналогичны окислительным и восстановительным полуреакциям для полной окислительновосстановительной реакции. Действительно, перенос электронов от восстановителя в полной окислительно-восстановительной реакции возможен только при наличии акцептора электронов — окислителя. Аналогично перенос протонов, т. е. диссоциация кислоты АН по реакции ( 1.6.1), возмол ен только при наличии акцептора протонов — основания. [c.181]

При кислотно-основном катализе мелсду катализатором (кислота или основание) и субстратом протекает протолитическая реакция. Протон переносится от катализатора (кислоты) к субстрату с последующей его депротонизацией. Роль кислоты заключается в создании протонизированных частиц реагирующего вещества. Будучи сильным акцептором электронной пары, протон может вызывать перераспределение энергии и разрыхление связей, повышая реакционную способность молекулы субстрата, что проявляется в снижении энергии активации. [c.290]

Наиболее простой механизм катализа кислотами состоит в следующем. Протон является сильным акцептором электронной пары, поэтому, присоединившись к молекуле реагирующего вещества (В), он вызывает внутримолекулярное превращение, направленное в сторону перераспределения и разрыхления химических связей, Далее прото-нированная промежуточная форма ВН" распадается, давая продукты реакции. Освободившийся в процессе распада протон может переходить к молекуле воды или какому-либо другому сопряженному осно- [c.269]

Здесь донором электронной пары, т. е. основанием по Льюису, является аммиак, а в качестве льюисовской кислоты выступает акцептор электронной пары ВРз. Протонная теория кислот и оснований Бренстеда и электронная теория Льюиса дополняют друг друга и имеют глубокую внутреннюю связь. В определенном смысле кислоты по Бренстеду представляют собой частный случай льюисовских, поскольку протон характеризуется большим сродством к электронной паре и по Льюису может рассматриваться как сильная кислота. [c.266]

Согласно Льюису, термины кислота и основание тождественны терминам электрофильный и нуклеофильный или акцептор и донор электронов. В общем случае термин кислота тесно связан с присутствием атома водорода. Термином кислота Льюиса пользуются, если акцептор электронов не содержит атомов водорода. Таким образом, НС1 — кислота, а BF3 — кислота Льюиса. Подобно этому, основанием называют нуклеофильное соединение, реагирующее с протоном. Во всех других случаях применяют термин основание Льюиса . Так, NHj — основание, когда оно реагирует с H I, но в то же время основание Льюиса, когда взаимодействует с кислотой Льюиса BFj. [c.228]

Эти упрощенные схемы соответствуют суммарным реакциям, в которых наблюдается некоторая аналогия, так как восстановители — доноры электронов, а кислоты — доноры протонов, тогда как окислители — акцепторы электронов, а основания — акцепторы протонов Донор 1 + Акцептор 2 Акцептор 1 + Донор 2 [c.297]

На поверхностях многих твердых тел имеются посторонние атомы и группы, настолько тесно связанные с этими поверхностями, что их уже нельзя рассматривать как адсорбированные. Так, адсорбционные свойства сажи в значительной мере определяются частичным окислением поверхности (гл. VII, разд. УП-ЗА). В зависимости от условий обработки окисленная поверхность может быть кислой или основной [39].. Существенное влияние на адсорбционные свойства саж оказывает расположение углеродных колец [40]. Серьезные дискуссии вызывает химическая природа кислотных центров алюмосиликатных катализаторов. Основная проблема здесь заключается в определении типа кислотности этих центров, т. е. являются ли они кислотами Бренстеда (доноры протонов) или Льюиса (акцепторы электронов). Имеющиеся данные не позволяют сделать однозначный выбор, хотя ИК-сиектры и указывают на наличие на поверхности гидроксильных групп [41].. [c.425]

Ковалентные оксиды являются кислотными или г i i i )i ill i i.i 1 Lii. нейтральными. Оксид, подобный SO3, не может быть i i II m ДОНОрОМ ПрОТОНОВ, НО ОН МОЖеТ ПОрОДИТЬ ИОН ОКСО-i п I > м iii>i ii ния, действуя как акцептор электронов (кислота Льюиса, разд. 12.7.1) [c.364]

В табл. 18 дана относительная способность присоединения протона некоторыми аминами по отношению к серной и хлорной кислотам (см. стр. 328). Эта таблица доказывает, что все амины (№ 14—17 включительно), которые нитруются е хорошим выходом в отсутствие хлористоводородного катализатора [11], являются наиболее плохими акцепторами электронов. Напротив, диметиламин и пиперидин (сильно основные амины) в отсутствие катализатора дают крайне низкий выход нитросоединений (соответственно, б и 22%) [10]. [c.327]

Оценку относительной кислотности производят по рассогласованности координационных чисел [72]. Так, если координация катиона по кислороду 6, а введен ион с координацией 4 (даже, если новый ион имеет аналогичный заряд), в окрестностях такого катиона будет избыточный положительный заряд. Эта область будет характеризоваться высоким сродством к электрону и представлять собой сильную кислоту, по Льюису (акцептор электронной пары) — сильное акцепторное поверхностное состояние. Если в окрестностях легирующего катиона создается из-за координационной рассогласованности отрицательный заряд, то такой центр будет нейтрализоваться протонами, например при воздействии кислоты. Если протоны могут отдаваться, центр будет проявлять свойства кислоты Бренстеда. [c.46]

Принцип ЖМКО относится к реакциям обобщенных кислот и оснований Льюиса. В данном случае под кислотами понимают акцептор электронной пары — протон, катион ме-. талла, заряженный или нейтральный комплекс металла, органическое соединение — любую частицу А, имеющую вакантную атомную или молекулярную орбиталь. Соответственно под основанием понимают донор электронной пары — ацидо-лиганд или сложное органическое соединение — любую частицу В, имеющую электронную пару на верхней занятой атомной или молекулярной орбитали. Взаимодействие кислот и оснований Льюиса рассматривают как процесс обобществления по крайней мере одной пары электронов [c.40]

Согласно теории кислот и оснований Льюиса, катион металла, являюш,ийся акцептором электронных пар, может рассматриваться в качестве носителя кислотных свойств, способного реагировать с несколькими основаниями, число которых зависит от координационного числа металла. С другой стороны, комплексообра-зующие агенты, теряя протон, функционируют как основания. В соответствии с этой теорией можно предвидеть, что устойчивость комплексных соединений будет зависеть, во-первых, от факторов, связанных с кислотностью иона металла, и, во-вторых, от фак- [c.175]

Так как по Льюису акцепторы электронов являются кислотами, а доноры электронов — основаниями, сольватацию вообще можно описать как взаимодействие льюисовских кислот и оснований и классифицировать с использованием принципа жестких и мягких кислот и оснований (принцип ЖМКО) [21,22]. По принципу ЖМКО имеются по два класса кислот и оснований, отличающихся по своей электроотрицательности и поляризуемости. Жесткие кислоты (например, Н+, Li+, Ве2+, ВРз, НгО, доноры протона) и жесткие основания (например, F , НО", R0, НгО, ROH, R2O, NH3) обладают высокой электроотрицательностью и незначительной поляризуемостью, тогда как у мягких кислот (например, Ag+, Hg+, h, Вгг, карбены, тринитро-бензол) и мягких оснований (например, Н , 1 , Вг , RS , RSH, R2S, олефины, ароматические углеводороды) незначительная электроотрицательность и большая поляризуемость. Каждый растворитель после выяснения его кислотно-основного действия также можно классифицировать как мягкий или жесткий. Простое, экспериментально многократно подтвержденное правило, что жесткие кислоты связываются преимущественно с жесткими основаниями, а мягкие кислоты — с мягкими основаниями, в применении к растворам означает, что мягкие растворители сольватируют преимущественно мягкие субстраты, а жесткие растворители—жесткие субстраты (схема 2). Это правило можно рассматривать как современную формулировку старого правила similia similibus solvuntur . [c.37]

Как видно из этих примеров, молекулы НС и HNO3 отдают протоны и поэтому выступают в качестве акцепторов электронных пар, т. е. являются кислотными соединениями. Молекулы же растворителя (воды и аммиака) присоединяют протоны и тем самым выступают в качестве доноров электронных пар, т. е. ведут себя как основные соединения. В результате донорно-акцепторного взаимодействия увеличивается концентрация положительных ионов (ОН — в воде, NH — в жидком аммиаке) по сравнению с чистым растворителем. Сказанное позволяет сформулировать следующее частное определение кислот кислота — это соединение, при растворении которого увеличивается концентрация положительных ионов растворителя. [c.133]

Заметим, что дальнейшее распрострапение таких соотношений на кислоты и основания Льюиса (т. е. соединения, способные быть донорами или акцепторами электронов) привело бы к тому, что эти соотношения можно было бы использовать в случае растворителей, не содержащих протонов. Для количественного объяснения поведения таких систем сделано довольно мало. [c.484]

Кислоты и сила кислот. По Льюису, кислота — акцептор, а основание-донор электронной пары. Кислотами, по Льюису, являются AI I3, ВРз, Н+ и т. д. Согласно определению Бренстеда, кислота является донором, а основание — акцептором протона. Каждая кислота Бренстеда сопряжена с основанием [c.158]

Кислотно-основной катализ осуществляется не только кислотами и основаниями Бренстеда (протонными), но и в присутствии апротонных кислот и оснований по Льюису. Согласно Льюису, основание — вещество, донор электронных пар, например 1МН3, а кислота — вещество, акцептор электронных пар, например А1С ВРз, 5пС14- Кислоты Льюиса катализируют многие ре- [c.626]

Кроме того, сами по себе аиротонные кислоты, как и протоны., являются акцепторами электронов и в процессе поли.меризацпи могут выполнять роль протонов, образуя с молекулаут олефинов про-.л. сжуточные активированные комплексы, [c.158]

Карбоний-ионный механизм каталитического крекинга исходит из кислотного характера алюмосиликатного катализатора, имеющего условную формулу яА120з /я5102-д Н20. На поверхности катализатора имеются каталитические центры двух видов протонные, где каталитическая функция принадлежит протонам (кислоты Бренстеда), и апро-тонные (кислоты Льюиса), где координационно ненасыщенный атом алюминия служит акцептором электронов. [c.89]

При этом электронная пара, обобшествляемая в одной из я-связей С—О, смещается к концевому атому кислорода, в то время как на атоме углерода появляется вакантная орбиталь, придающая ему свойства акцептора электронной пары. Смещения электронов отмечены на рисунке стрелками. Вначале молекулы образуют друг с другом аддукт , после чего протон переходит от одного атома кислорода к другому, и в результате образуется молекула угольной кислоты [c.100]

В теории кислот и оснований Льюиса внимание сосредоточено не на способности к отщеплению (донированию) или присоединению (акцептированию) протона, а на способности к обобществлению электронной пары. По Льюнсу, кислотой называется акцептор электронной пары, а основанием -донор электронной пары. Теория Льюиса является более общей, чем теория Бренстеда-Лаури, поскольку она применима не только к случаям, когда в роли кислоты выступает протон. [c.103]

Почти в то же время Льюис предложил связать понятие кислоты и основания с характером акцептора или донора электронов кислотой называется молекула, атом или ион, которые имеют электронную дырку кислота — акцептор электронов, или, иными словами, элек-трофилышй агент. Основанием называется молекула, атом или ион, имеющие одну или несколько пар свободных электронов основание — донор электронов, или, иначе, нуклеофильный агент. Многочисленные примеры акцепторов и доноров электронов были рассмотрены ранее (стр. 60). По Льюису, протон — кислота, так как он не имеет электрона на внешней оболочке аммиак NH3 — основание, потому что атом азота этой молекулы обладает парой свободных электронов . [c.228]

Для полноты картины следует упомянуть концепцию Гилберта Н. Льюиса (1875-1946), предложенную им в 1916г. Согласно Лькмсу, кислота является акцептором электронной пары, а основание — донором электронной пары. Следовательно, к кислотно-основным относятся не только реакции переноса протона. В рамках этой теории протон не играет никакой особой роли, а кислотно- [c.142]

Активационный механизм и структура переходных состояний точно не установлены, однако известно, что удаление и X происходит синхронно, карбкатионы и карбанионы как устойчивые интермедиаты не образуются. Изотопное замещение водорода Н на дейтерий В в акте образования я-связи не происходит. Экспериментальные исследования показали, что в переходном состоянии 71-компоненга ст-связи С-С не образуются. Следовательно, а,71-конверсия электронов происходит за вершиной потенциального барьера, в ходе быстрого превращения переходного состояния в конечные продукты. В элементарной лимитирующей реакции галогеналканы КГ, реагирующие по Е2-механизму, выступают как двухцентровые реагенты, с которыми синхронно взаимодействуют акцептор протона (основание) и донор протона (кислота, протонодонорный растворитель). Следовательно, реакцию можно рассматривать не как бимолекулярную, а как по меньшей мере тримолеку-лярную (ЕЗ). Однако третий реагент — протонодонорный растворитель присутствует в сфере реакции в большом избытке и в кинетическое уравнение не включается. Поэтому кинетическое уравнение для Е2-реакций [c.212]

Структура А может легко отдавать свой слабо связанный протон и, следовательно, ведет себя как кислота Бренстеда. Структура В обладает электроноакцепторными свойствами из-за наличия атома алюминия, который имеет свободную р-орбиталь. Превращение спектра анилина в спектр бензола может произойти лищь в том случае, когда избыточная электронная плотность, сообщаемая кольцу амино-групиой, локализуется на атоме азота. Таким образом, присоединение протона к аминогруппе анилина дает ион анилиния, спектр которого близко напоминает спектр бензола. Аналогичное поведение наблюдается при реакции анилина с безводным хлористым алюминием. В этом случае акцептор электронов связывает неподеленную пару электронов, давая аддукт с льюисовской кислотой. Поскольку изменения в спектре анилина, адсорбированного на специфических центрах алюмосиликата, могут быть объяснены этим способом, очевидно, что эти центры обладают или сильными электроноакцепторными, или протонодонорными свойствами. Спектр нафтиламина, адсорбированного на бентоните, показал, что на последнем присутствуют те же самые специфические центры, что и в алюмосиликатной системе. [c.61]

При кислотно-основном катализе между катализатором (кислота или основание) и субстратом происходит протолитическая реакция. Протон переносится от одного реагирующего вещества (катализатора) к другому (субстрату) с последующей депротонизацией субстрата. Примеры таких реакций приведены в 34. Роль кислоты как катализатора сводится к созданию протонизи-рованных частиц реагирующего вещества. Являясь сильным акцептором электронной пары, протон может производить перераспределение и разрыхление энергий связи, делая молекулу субстрата более реакционноспособной. [c.177]

Шатенштейн, считает необходимым сохранить определения Бренстеда. В отличие от кислот Бренстеда, апротонные льюисовские кислоты Шатенштейн в 1939 году называл кислотоподобными веществаМ И. В основу определения кислотоподобных веществ он положил опытные данные. Кислотоподобными он называет вещества в отличие от кислот, не являющиеся донорами протонов, но участвующие в равновесии с акцепторами (протонов. Это определение базируется на опыт-ных данных, а не на электронной структуре вещества, как определение Кольтгофа. Таким образом, оба исследователя отмечают особенности протонных кислот. Как Шатенштейн, так 1 Кольтгоф приходят к выводу о необходимости их выделения в отдельную группу, с особой номенклатурой. Кроме упомянутых уже соображений о необходимости сохранения бренсте-довского определения кислот, оба исследователя добавляют, что для протонных кислот, в отличие от апротонных, возможно однозначное определение их относительной силы в данном растворителе. [c.518]