Химические методы анализа - 40 стр.

основные индикаторы можно было объяснить присоединением акцеп-         рода в альдегиде оттягивает на себя электроны от атома углерода. То-
торов – кислот к одним и тем же электронодонорам (основаниям) ин-      гда электронная плотность у атома углерода уменьшается и заряжается
дикаторов, что приводило к идентичности спектральных характеристик     положительно, тогда как кислород заряжается отрицательно:
аддуктов реакции.                                                                     R – C = O ↔ R – C+ … O или R : C+ : Ö : −
       Таким образом, электронная теория Льюиса впервые объяснила                         |              |                |
сходный механизм действия протонных и апротонных кислот на инди-                         H               H                H
каторы, связав его с образованием аддуктов, т.е. первичных продуктов          В таком представлении альдегид может реагировать как кислота,
кислотно-основного взаимодействия, что в значительной мере под-        так как углеродный атом, имеющий шесть электронов, стремится до-
тверждает идентичность кислот Бренстеда и Льюиса.                      строить свою электронную оболочку до октета за счет электронов дру-
       4. Установлено, что кислоты и основания могут служить в неко-   гого вещества (основания).
торых случаях катализаторами химических процессов. Так, такие апро-           Итак, Дж. Льюис критерии кислотно-основного взаимодействия
тонные кислоты Льюиса, как галогениды алюминия и олова, являются       идентифицировал с электронной структурой кислот и оснований, го-
более эффективными катализаторами многих органических реакций:         раздо шире рассматривая все классы названных соединений, в этом
галогенирование бензола, реакция Фриделя-Крафтса и т.д., чем при-      преимущества его концепции.
вычные Н-кислоты Бренстеда.
       Правда, позже было показано, что тщательно очищенные апро-                          II.8. Концепция Усановича
тонные льюисовские кислоты в сухих инертных растворителях не спо-
собны катализировать ряд процессов, так как в этом случае, например,          Взаимодействие кислоты с основанием по Бренстеду не приво-
полимеризация этиленовых углеводородов инициируется следами все-       дит к их взаимной нейтрализации, а всегда образуется новая кислота и
таки Н-кислот, образующихся при действии фторида бора с водой.         новое основание. Например,
       Более поздними исследованиями было все-таки показано, что                       HCl    + NH3 ↔ NH4+ + Cl−
казавшиеся весьма простыми представления о каталитическом дейст-                    кислота 1   основание 2   кислота 2   основание 1
вии апротонных льюисовских кислот являются в действительности                М.И.Усанович, хотя подчеркивал, что этот недостаток не вносит
гораздо более сложными и требуют учета многих факторов:                в теорию каких-либо внутренних противоречий, но отмечал, что такое
       а) тщательная очистка реагентов и высушивание и подготовка      выражение кислотно-основного взаимодействия приводит к конфликту
катализаторов;                                                         с основными химическими представлениями. Так, хлорид натрия в вод-
       б) знание физических свойств среды, включая сольватирующую      ном растворе диссоциирует на ионы Na+ и Cl−. Хлорид-ион по Бренсте-
способность и диэлектрическую постоянную;                              ду является основанием, а между тем раствор нейтрален, хотя ион Na+
       в) наличие сокатализаторов, и т.д.                              по Бренстеду не является кислотой.
       В концепции Льюиса, иногда называемой теорией обобщен-                Кроме того, Усанович считал, что еще менее обоснованным яв-
ных кислот и оснований, различаются первичные и вторичные кисло-       ляется исключение Бренстедом солеобразования, как характерного
ты и основания.                                                        признака кислотно-основного взаимодействия. Бренстед отмечал, что
       К первичным кислотам отнесены кислоты, легко соединяющие-       реакция солеобразования не всегда представляет собой результат ки-
ся с основаниями и не требующие для этого энергии активации.           слотно-основного взаимодействия, ссылаясь в качестве примера на
       К вторичным кислотам отнесены кислотоподобные вещества, но      следующую реакцию с образованием соли, которая протекает без уча-
имеющие электронные формулы, не характерные для акцепторов элек-       стия кислоты и основания:
тронных пар. Реакция нейтрализации с ними, как правило, протекает                           (CH3)3N + CH3I ↔ (CH3)4NI
медленно и требует значительной энергии активации. Они не являются     В последующем было показано, что эта реакция в принципе носит ха-
кислотами, но могут становиться ими в результате возбуждения. Так, в   рактер взаимодействия кислоты и основания, так как иодистый метил
реакции альдегидов с аммиаком первые по отношению ко вторым про-       является кислотой, а триметиламин – основанием.
являют себя как кислоты, так как электроотрицательный атом кисло-


                                79                                                                       80