路易斯酸（可以接受电子对的物质）

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更新时间：2023-05-19
路易斯酸
可以接受电子对的物质
路易斯，美国物理化学家。从他的电子理论出发，他还为酸碱作出了更为广泛的定义：可接受一个电子对的物质是酸，可给出一个电子对的物质是碱，形成路易斯酸碱理论。常见的路易斯酸有氯化铝、氯化铁、三氟化硼、五氯化铌以及镧系元素的三氟甲磺酸盐。
路易斯酸，又称亲电子试剂，指可以接受电子对的物质，这是根据路易斯的酸碱电子理论对酸的定义确定的。由于它所包含的物质极为广泛，也称广义酸。
基本信息
中文名
路易斯酸
外文名
Lewis Acid（LA）
提出者
Gilbert Newton Lewis
提出时间
1923年
别名
亲电子试剂
定义
可以接受电子对的物质
收起
物理性质
路易斯酸多具腐蚀性。氯化锌，对纤维素具腐蚀性，是一个路易斯酸腐蚀性的典型例子。由于水显路易斯碱性，多数路易斯酸会和水反应并产生具有布朗斯特酸性的水合物。因此，很多路易斯酸的水溶液都是呈布朗斯特酸性的。水合物中的路易斯酸与水分子之间有强的化学键连系着，因此很难把路易斯酸水合物干燥，即是路易斯酸水合物通常是可分离出的化合物。例如，如果试图加热干燥金属氯化物（路易斯酸）中的水分，则会生成氯化氢及其金属的氢氧化物。
化学性质
亲电试剂或电子受体都是路易斯酸。路易斯酸通常含低能量
（最低未占轨道），会与路易斯碱的
（最高占有轨道）反应。它与布朗斯特-劳里酸不同的是，路易斯酸并不一定需要有质子（
）的转移，对路易斯酸理论来说，所有亲电试剂都可以叫做路易斯酸（包括
）。虽然所有布朗斯特-劳里酸都属于路易斯酸，但实际上路易斯酸这个名词多指那些不属于布朗斯特-劳里酸的路易斯酸。
路易斯酸的化学反应活性可以用软硬酸碱理论来判断。科学家仍没有知道路易斯酸“强度”的通用定义，这是因为路易斯酸的强度与其特有的路易斯碱的反应特性有关。一个模型曾以气态路易斯酸对氟离子的亲合能来预测路易斯酸的强度，从而得出在常见可分离出的路易斯酸中，以
（五氟化锑）的路易斯酸酸性最强。氟离子是“硬”的路易斯碱，氯离子及一些较“软”的路易斯碱，以及溶液中的路易斯酸性，都受到计算复杂的限制而较难研究。
酸根型配合物
酸根型配合物（Ate complex）是指路易斯酸与特定的碱生成的中心原子价升高的盐。英文有机化学命名法中，ate这个字是一个后辍，用在被描述的原子上。例如，硼化合物的酸根型配合物被叫作borate硼酸盐。因此，三甲基硼烷可和甲基锂反应生成酸根型配合物
。这个概念是由格奥尔格·维蒂希在1958年引入的。相似地，路易斯碱可以生成鎓盐。
延伸阅读
The Lewis acid-base concepts: an overview, 1980, ISBN 0-471-03902-0
Selectivities in Lewis acid promoted reactions, 1989, ISBN 0-7923-0452-7
Lewis acid reagents: a practical approach, 1999, ISBN 0-19-850099-8
类型
路易斯酸有以下五种类型：简单的阳离子（理论上一切简单的阳离子都是路易斯酸）、中心原子的电子结构为不完整的八隅体（这是一类最重要的路易斯酸）、中心原子的八隅体能够扩大的化合物、中心原子带有重键的化合物、电子结构为六隅体的元素单质。
应用
路易斯酸在有机化学的酸催化反应方面有重大的实践意义，如三氯化铝，三氟化硼、三氧化硫和溴化铁等路易斯酸是重要的酸催化剂。它们在许多反应中能替代勃朗斯特酸催化剂（如硫酸和氟化氢等），而且催化性能常常比勃朗斯特酸优越，甚至有一些酸催化反应，用勃朗斯特酸已证明无能为力的，而用路易斯酸却能立见功效。