酸碱电子理论

提示：此条目的主题不是路易氏剂。

酸碱电子理论，也称广义酸碱理论、路易斯酸碱理论，是1923年美国化学家吉尔伯特·路易斯提出的一种酸碱理论。该理论认为：凡是可以接受外来电子对的分子、基团或离子为酸（路易斯酸，L酸）；凡可以提供电子对的分子、基团或离子为碱（路易斯碱，L碱）。因为跳脱了限定氢离子与氢氧根的酸碱概念，这种理论包含的酸碱范围很广，但是，它对确定酸碱的相对强弱来说，没有统一的标度，对酸碱的反应方向难以判断。后来，拉尔夫·皮尔森提出的软硬酸碱理论弥补了这种理论的缺陷。

常见的路易斯酸有：

• 正离子、金属离子：钠离子、烷基正离子、硝基正离子
• 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。

常见的路易斯碱有：

• 负离子：卤离子、氢氧根离子、烷氧基离子、烯烃、芳香化合物
• 氨气、水、氟离子、氰离子、一氧化碳。

路易斯酸

“路易士酸”的各地常用名称
中国大陆	路易斯酸
台湾	路易士酸
港澳	路易斯酸

物理性质

路易斯酸，简称L酸，其多具腐蚀性。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仑斯惕酸性的水合物。因此，很多路易斯酸的水溶液都是呈布仑斯惕酸性的。水合物中的路易斯酸与水分子之间有强的化学键连系著，因此很难把路易斯酸水合物干燥，即使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LUMO（最低未占轨道），会与路易斯碱的HOMO（最高占有轨道）反应。它与布仑斯惕-劳里酸不同的是，路易斯酸并不一定需要有质子（H⁺）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H⁺）。虽然所有布仑斯惕-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仑斯惕-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。现时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SbF₅（五氟化锑）的路易斯酸性最强。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Me₄B⁻Li⁺。这个概念是由格奥尔格·维蒂希在1958年引入的。 相似地，路易斯碱可以生成𬭩盐。

路易斯碱

“路易斯碱”的各地常用名称
中国大陆	路易斯碱
台湾	路易士碱
港澳	路易斯碱

氢键X—H…Y中的电子给予体Y是路易斯碱，简称L碱。路易斯碱在有机反应中为亲核试剂。若路易斯碱与路易斯酸反应，形成配合物时，路易斯碱为配体。

优缺点

优点

酸碱电子理论扩大了酸碱范围，可把酸碱概念用于许多有机反应和无溶剂反应

缺点

如果选择不同的反应对象，酸碱的强弱次序可能不同，它对确定酸碱的相对强弱来说，没有统一的标度，因此对酸碱的反应方向难以判断。

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

参见

• 酸碱电离论
• 酸碱质子理论
• 软硬酸碱理论