[산과 염기] 루이스(Lewis) 모형

루이스(Lewis) 모형

Brønsted-Lowry 모형은 Arrhenius의 산-염기 반응을 상당히 확장한 것이다.

그러나 Brønsted-Lowry 모형은 한가지 중요한 면에서 제한이 있다. 이 모형은 양성자의 전달을 수반하는 반응에만 적용할 수 있다. Brønsted-Lowry 산으로 작용하는 화학종은 반드시 이온화가 가능한 수소를 포함하고 있어야 한다.

Lewis 산-염기 모형은 이러한 제한점을 제거하였다. Lewis 산은 산-염기 반응에서 전자쌍을 받아들이는 화학종이다. 이 반응에서 Lewis 염기는 전자쌍을 제공한다.

 

구조적인 관점에서, Lewis의 염기 모형은 Brønsted-Lowry 모형과 본질적으로 다르지 않다. 양성자를 받아들여 Brønsted-Lowry 염기처럼 행동하는 화학종은 반드시 비공유 전자쌍이 있어야 한다. 예를 들어서 NH3 분자, H2O 분자, F-이온들을 생각해보자. 이들 모두는 Brønsted-Lowry 염기로 작용할 수 있다.

 

이들 각 화학종은 NH4+, H3O+, HF 분자를 형성할 수 있는 비공유 전자쌍을 보유하고 있다.

 

분명히,  NH3, H2O 및 F-는 산에게 줄 수 있는 비공유 전자쌍을 가지고 있기 때문에 Lewis 염기이다. 염기로 작용하는 Lewis 염기의 수는 크게 증가하지 않음을 알 수 있다.

반면에, Lewis 모형은 산으로 간주할 수 있는 화학종의 수를 크게 증가시킨다. 전자쌍을 받아들여 Lewis 산으로 작용하는 물질은 양성자가 될 수 있다.

(H+)+H2O -> H3O+

산     염기             

(H+)+NH3 -> NH4+

산     염기             

 

Zn2+ 4H2O -> Zn(H2O)4^2+

산     염기                       

Zn2+ 4NH3 -> Zn(NH3)4^2+

산     염기                       

 

산과 염기의 정의

 

아레니우스

물에 H+공급 = 산, 물에 OH- 공급 = 염기

 

브뢴스테드 로우리

H+ 주개 = 산, H+ 받개 = 염기

 

루이스

전자쌍 받개 = 산, 전자쌍 주개 = 염기