路易斯酸

路易斯酸（Lewis acid）又稱親電子試劑，指可以接受電子對的物質（包括離子、原子團或分子），這是根據路易斯（Gilbert Newton Lewis）的酸鹼電子理論對酸的定義確定的。由於它所包含的物質極為廣泛，也稱廣義酸。

基本介紹

• 中文名：路易斯酸
• 外文名：Lewis Acid（LA）
• 提出者：Gilbert Newton Lewis
• 提出時間：1923年

理化性質

物理性質

路易斯酸多具有超腐蝕性。氯化鋅，對纖維素具腐蝕性，是一個路易斯酸腐蝕性的典型例子。由於水顯路易斯鹼性，多數路易斯酸會和水反應並產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與水分子之間有強的化學鍵連繫著，因此很難把路易斯酸水合物乾燥，即是路易斯酸水合物通常是可分離出的化合物。例如，如果試圖加熱乾燥金屬氯化物（路易斯酸）中的水分，則會生成氯化氫及其金屬的氫氧化物。

化學性質

親電試劑或電子受體都是路易斯酸。路易斯酸通常含低能量LUMO（最低未占軌道），會與路易斯鹼的HOMO（最高占有軌道）反應。它與布朗斯特-勞里酸不同的是，路易斯酸並不一定需要有質子（H⁺）的轉移，對路易斯酸理論來說，所有親電試劑都可以叫做路易斯酸（包括H⁺）。雖然所有布朗斯特-勞里酸都屬於路易斯酸，但實際上路易斯酸這個名詞多指那些不屬於布朗斯特-勞里酸的路易斯酸。

路易斯酸的化學反應活性可以用軟硬酸鹼理論來判斷。科學家仍沒有知道路易斯酸“強度”的通用定義，這是因為路易斯酸的強度與其特有的路易斯鹼的反應特性有關。一個模型曾以氣態路易斯酸對氟離子的親合能來預測路易斯酸的強度，從而得出在常見可分離出的路易斯酸中，以五氟化銻的路易斯酸酸性最強。氟離子是“硬”的路易斯鹼，氯離子及一些較“軟”的路易斯鹼，以及溶液中的路易斯酸性，都受到計算複雜的限制而較難研究。

類型

路易斯酸有以下五種類型：簡單的陽離子（理論上一切簡單的陽離子都是路易斯酸）、中心原子的電子結構為不完整的八隅體（這是一類最重要的路易斯酸）、中心原子的八隅體能夠擴大的化合物、中心原子帶有重鍵的化合物、電子結構為六隅體的元素單質。

套用

路易斯酸在有機化學的酸催化反應方面有重大的實踐意義，如三氯化鋁，三氟化硼、三氧化硫和溴化鐵等路易斯酸是重要的酸催化劑。它們在許多反應中能替代勃朗斯特酸催化劑（如硫酸和氟化氫等），而且催化性能常常比勃朗斯特酸優越，甚至有一些酸催化反應，用勃朗斯特酸已證明無能為力的，而用路易斯酸卻能立見功效。