Жидкая фаза почв. Трофимов С.Я - 45 стр.

UptoLike

Рубрика: 

47
Кислотами Льюиса могут быть атом, молекула или катион: протон, галогениды
элементов второй и третьей групп Периодической системы, галогениды переходных металлов
(ZnCl
2
, AlCl
3
, FeCl
3
), катионы металлов. К основаниям Льюиса относятся амины (RNH
2
,
R
2
NH, R
3
N), спирты ROH, простые эфиры ROR, тиолы RSH, тиоэфиры RSR, анионы, другие
соединения, содержащие -связи (в том числе ароматические и гетероциклические соединения),
особенно если их донорная способность усилена электронодонорными заместителями. При
взаимодействии кислот и оснований Льюиса образуются комплексы с донорно-акцепторной
связью, то есть данные реакции можно рассматривать с позиций комплексообразования: как
взаимодействие частиц, содержащих заполненную и вакантную орбитали. Позднее Пирсон
модифицировал теорию Льюиса с учётом характеристик орбиталей-акцепторов, введя понятие
жёстких и мягких кислот и оснований (принцип Пирсона или принцип ЖМКО). Эта теория
позволяет объяснить преимущественное протекание тех или иных реакций
комплексообразования с точки зрения особенностей электронного строения
взаимодействующих веществ .
В соответствии с принципом ЖМКО, все комплексообразователи могут быть условно
разделены на два класса: жесткие и мягкие кислоты Льюиса. Жесткие кислоты - ионы
элементов небольшого размера, в высших степенях окисления, слабополяризуемые
(поляризуемость мера легкости деформации электронных орбиталей в присутствии
электрического поля), с электронной конфигурацией d
o
или d
10
. Мягкие кислоты Льюиса
ионы сравнительно крупного размера, в низших степенях окисления, сильнополяризуемые, с
неполностью заполненными электронными d-орбиталями, имеющими высокую энергию.
Примером жестких льюисовских кислот являются протон, Na
+
, K
+
, Mg
2+
, Ca
2+
, Sr
2+
, Ti
4+
, Cr
3+
,
Cr
6+
, Mn
4+
, Mn
2+
, Fe
3+
, Co
3+
, Al
3+
и др. Они предпочтительно взаимодействуют с
неполяризующимися жесткими основаниями, такими как F
-
, ОН
-
, RNH
2
, H
2
0, CH
3
COO
-
,NH
3
,
PO
4
3-
, SO
4
2-
. Жесткие основания - ионы с низкой поляризуемостью и высокой
электроотрицательностью. Как у жестких кислот, так и жестких оснований граничные орбитали
имеют низкую энергию, что и обеспечивает их более эффективное взаимодействие и
предпочтительное связывание.
Мягкие льюисовские кислоты (Hg
+
, Ag
+
, Au
+
, Hg
2+
, Cu
+
, Pt
2+
, Pt
4+
, хиноны)
предпочтительнее взаимодействуют с мягкими основаниями - легко поляризующимися
лигандами (CN, CO, SCN, SR
2
(R- углеводородный радикал),PR
3
, S
2-
, I
-
, олефины), занятые
электронами граничные орбитали которых так же, как и у мягких кислот, имеют высокую
энергию.
К промежуточным кислотам относятся двузарядные ионы Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pb, к
промежуточным основаниям - органические лиганды, содержащие N, а также нитрит и
      Кислотами Льюиса могут быть атом, молекула или катион: протон, галогениды
элементов второй и третьей групп Периодической системы, галогениды переходных металлов
(ZnCl2 , AlCl3 , FeCl3), катионы металлов. К основаниям Льюиса относятся амины (RNH2 ,
R2NH, R3N), спирты ROH, простые эфиры ROR, тиолы RSH, тиоэфиры RSR, анионы, другие
соединения, содержащие -связи (в том числе ароматические и гетероциклические соединения),
особенно если их донорная способность усилена электронодонорными заместителями. При
взаимодействии кислот и оснований Льюиса образуются комплексы с донорно-акцепторной
связью, то есть данные реакции можно рассматривать с позиций комплексообразования: как
взаимодействие частиц, содержащих заполненную и вакантную орбитали. Позднее Пирсон
модифицировал теорию Льюиса с учётом характеристик орбиталей-акцепторов, введя понятие
жёстких и мягких кислот и оснований (принцип Пирсона или принцип ЖМКО). Эта теория
позволяет   объяснить    преимущественное           протекание    тех    или     иных   реакций
комплексообразования     с     точки       зрения    особенностей       электронного    строения
взаимодействующих веществ .
      В соответствии с принципом ЖМКО, все комплексообразователи могут быть условно
разделены на два класса: жесткие и мягкие кислоты Льюиса. Жесткие кислоты - ионы
элементов   небольшого   размера,      в   высших    степенях    окисления,    слабополяризуемые
(поляризуемость – мера легкости деформации электронных орбиталей в присутствии
электрического поля), с электронной конфигурацией do или d10. Мягкие кислоты Льюиса –
ионы сравнительно крупного размера, в низших степенях окисления, сильнополяризуемые, с
неполностью заполненными электронными d-орбиталями, имеющими высокую энергию.
Примером жестких льюисовских кислот являются протон, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ti4+, Cr3+,
Cr6+, Mn4+, Mn2+, Fe3+, Co3+, Al3+ и др. Они предпочтительно взаимодействуют с
неполяризующимися жесткими основаниями, такими как F -, ОН-, RNH2, H20, CH3COO-,NH3,
PO43-, SO42-. Жесткие основания            - ионы с низкой поляризуемостью и высокой
электроотрицательностью. Как у жестких кислот, так и жестких оснований граничные орбитали
имеют низкую энергию, что и обеспечивает их более эффективное взаимодействие и
предпочтительное связывание.
      Мягкие льюисовские кислоты (Hg+, Ag+, Au+, Hg2+, Cu+, Pt2+, Pt4+, хиноны)
предпочтительнее взаимодействуют с мягкими основаниями - легко поляризующимися
лигандами (CN, CO, SCN, SR2 (R- углеводородный радикал),PR3, S2-, I-, олефины), занятые
электронами граничные орбитали которых так же, как и у мягких кислот, имеют высокую
энергию.
      К промежуточным кислотам относятся двузарядные ионы Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pb, к
промежуточным основаниям - органические лиганды, содержащие N, а также нитрит и


                                               47