Кислотные свойства аквакомплексов

Своеобразный класс кислот представляют собой аквакатионы, образующиеся при гидратации ионов металлов. При этом неподеленные электронные пары молекул воды, входящих во внутреннюю координационную сферу аквакатионов, перемещаются на вакантные орбитали иона металла:

В результате этого молекулы воды приобретают некоторый дополнительный положительный заряд и становятся более «кислыми». Поэтому вода во внутренней сфере аквакомплекса проявляет кислотные свойства, тем более сильные, чем сильнее поляризующее действие центрального иона, т. е. чем больше его заряд и меньше радиус (табл. 14.2).

Таблица 14.2

Аквакомплексы.

Таким образом, ион А1³⁺ превращает воду в своей внутренней сфере в кислоту, по силе близкую к уксусной (К_а = 1,8 • 10 ⁵), а аквакатион [Fe (H₂0)₆]³⁺ представляет собой довольно сильную кислоту, подобную фосфорной (К_а = = 7,5−10″ ³).

Кислоты и основания Льюиса

В принципе, следуя по пути расширения взглядов на кислоты и основания, можно считать, что кислотные свойства сопряжены с наличием некоторого электрофильного центра, притягивающего отрицательно заряженные частицы и стремящегося отдать положительно заряженные, а основные свойства — наоборот. Так, Г. II. Льюис предложил считать кислотой акцептор пары электронов, имеющий подходящую вакантную орбиталь, а основанием — донор, имеющий неподеленную пару электронов. В результате взаимодействия основания с кислотой образуется знакомая нам по параграфу 3.7 донорно-акцепторная ковалентная связь:

Акцептор + Донор = Донорно-акцепторный комплекс;

Кислота + Основание = Продукт нейтрализации;

Фактически все взаимодействия, сопряженные с образованием координационной связи, можно с этой точки зрения рассматривать как реакции нейтрализации. Подход Лыоиса широко используется в химии координационных соединений (см. гл. 27).

При рассмотрении любого конкретного вопроса, связанного с кислотами и основаниями, целесообразно пользоваться тем уровнем обобщений, который позволяет наиболее просто получить необходимые выводы. Очевидно, что при изучении состояния веществ и процессов в водных растворах оптимальной является протонная теория. В то же время нам удобно рассматривать амфотерные гидроксиды металлов одновременно и как основания — акцепторы протонов:

и как кислоты Льюиса — акцепторы электронных пар