نظرية الأوليات للأحماض والقواعدإنه على وشك علمين في وقت واحد - الفيزياء والكيمياء. بمساعدتها ، تم وصف خصائص وطبيعة جميع القواعد والأحماض. يقسمها العلماء إلى قسمين من المواد التي تتفاعل مع بعضها البعض.
نظرية الأوليات للأحماض والقواعديساعد على حل مشكلة مهمة: للتنبؤ بالمنتجات التي يتم تشكيلها نتيجة تفاعلها وكيف سيستمر هذا التفاعل. لهذا ، يطبق الخبراء الخصائص الكمية والنوعية للحمض والقاعدة.
ومع ذلك ، هناك العديد من النظريات التييفسر بشكل مختلف ما هي الأحماض والقواعد. يقيمون خصائصهم الأخرى بطرق مختلفة. في النهاية ، يعتمد الأمر على نتيجة رد الفعل.
النظرية الأولية للأحماض والقواعد شديدة للغايةشائع عندما تحتاج إلى معرفة كيفية تفاعلهم في الطبيعة. يستخدم على نطاق واسع في الممارسة الصناعية والمجال العلمي. تحدد المعرفة النظرية لعواقب تفاعل القواعد والأحماض تشكيل أنظمة مفاهيمية للكيمياء ، وتؤثر على جميع أنواع المفاهيم النظرية في جميع التخصصات الكيميائية تقريبًا.
نظرية الأوليات للأحماض والقواعديشير إلى أحد الأساسيات في الكيمياء. تم صياغة المفاهيم الرئيسية لأول مرة من قبل العلماء في وقت مبكر من القرن السابع عشر. في الوقت نفسه ، تغير محتواها بعد ذلك وتم تعديله عدة مرات.
يعتقد الكيميائي الإنجليزي في القرن السابع عشر روبرت بويلأن الأحماض هي أجسام لها ذراتها نتوءات حادة ، والقواعد هي مسامها. لذلك ، وفقًا لأفكاره ، يتم تقليل رد الفعل المعادل بأكمله إلى حقيقة أن نتوءات الحمض اخترقت مسام القواعد.
لأول مرة ، تم اقتراح نظرية الأحماض والقواعدالصيدلي الفرنسي نيكولا ليمري. في عام 1675 ، أصدر دورة الكيمياء ، حيث وصف بالتفصيل الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد بناءً على شكلها وهيكلها. تخيل ليمري أن الأحماض لها مسامير حادة ، مما يسبب أحاسيس غير سارة على الجلد. قام بتعميد القواعد بالقلويات ، مما يوحي بأن هيكلها مسامي. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل الأملاح المحايدة.
بالفعل في القرن الثامن عشر فرنسي آخرربط عالم الطبيعة Antaun Lavoisier خصائص الأحماض بوجود ذرات الأكسجين في تكوينها. تم إثبات هذه الفرضية من خلال فشلها بعد أن اكتشف الكيميائي الإنجليزي همفري ديفي وزميله الفرنسي جوزيف لويس غاي لوساك عددًا من الأحماض التي لا تحتوي على الأكسجين على الإطلاق. وكان من بينها هاليدات الهيدروجين أو أحماض الهيدروسيانيك. في هذه الحالة ، تم العثور على عدد كبير من المركبات المحتوية على الأكسجين التي لا تمتلك خصائص الأحماض.
مفهوم النظرية الأولية للأحماض وتغيرت الأسس بشكل كبير في القرن التاسع عشر. بدأ الكيميائيون ينظرون إلى الأحماض على أنها فقط المواد التي يمكنها التفاعل مع المعادن وتحرير الهيدروجين. إلى هذه الاستنتاجات جاء العالم الألماني Justus von Liebig في عام 1839. وهو من مؤسسي الكيمياء الزراعية والكيمياء العضوية.
بالتوازي معه ، عالم المعادن السويدي ينس جاكوبصاغ Berzelius فكرة أنه يجب تصنيف الأكاسيد السلبية لغير المعادن كأحماض ، في حين أن الأكاسيد ذات الشحنة الموجبة هي قواعد. ساعد هذا في تفسير الخصائص الأساسية للأحماض والقواعد. هذا هو السبب في أن السويدي اعتبر الحموضة والأساسية خاصية وظيفية للمركبات. كان هو الذي قام ، للمرة الأولى في العالم ، بمحاولة للتنبؤ بالقوة النهائية للمواد قيد النظر.
الأحكام الرئيسية للنظرية البروتينية للأحماضوتم صياغة الأسس بعد الإفراج عن عمل الكيميائي السويدي Svante Augustus Arrhenius. في عام 1887 ، عمم نظرية تفكك الكهرباء. بعد ذلك ، ظهرت فرصة حقيقية لوصف خصائص الأحماض والقواعد بناءً على منتجات التأين بالكهرباء. وبفضل مساهمة الكيميائي الروسي الألماني فيلهلم فريدريش أوستفالد ، تمت صياغة النظرية أيضًا للإلكتروليتات الضعيفة.
في القرن العشرين ، كان العلماء الأمريكيون كادي وفرانكلين وأثبت كراوس نظرية أنظمة المذيبات. بدأ تطبيقه على كل من أحكام Arrnius و Ostwald ، وفيما يتعلق بجميع المذيبات الأخرى التي يمكن أن تتفكك ذاتيًا.
في الوقت الحاضر ، النظرية الأولية للأحماض هي الأكثرتمت صياغته بالكامل من قبل دان يوهانس نيكولاوس برونستيد والأمريكي جيلبرت نيوتن لويس ، الذي درس أيضًا الفيزياء النووية والديناميكا الحرارية.
وفقًا لنظرية الهيدروجين Liebig ، فإن الحمض هو مادة قادرة على التفاعل مع المعادن ، مما يؤدي إلى تكوين الهيدروجين. في الوقت نفسه ، لم يعرض ليبيج مفهوم "الأساس" على الإطلاق.
يتكون الهيدروجين والملح نتيجة التفاعل.عند التفاعل مع الأحماض القوية ، تظهر المعادن تفاعلًا. اليوم ، يتم استخدام النظرية فقط للتنبؤ بتفاعل المواد التي تحتوي على الهيدروجين مع المعادن في المذيبات.
فهم ما هو البروتينينظرية الأحماض والقواعد من Arrhenius - Ostwald ، نلاحظ أنه في جميع المواد التي تشكل كاتيونات الهيدروجين في محلول مائي تعتبر أحماض. في هذه الحالة ، تعتبر فقط المواد التي يتم الحصول على معدن أو أمونيوم في محلول مائي قواعد.
ينتج التفاعل الماء والملح.لوحظ الاعتماد عندما تتفاعل الأحماض القوية مع القواعد القوية. على أساس هذه النظرية ، كان من الممكن إثبات تقسيم الشوارد ، كما تم تقديم تعريف مؤشر الهيدروجين الذي ينطبق على الوسائط القلوية. كما أنها تستخدم في التحلل المائي للأملاح والقواعد التي تحتوي على الأملاح. ومع ذلك ، أقل وأقل. الحقيقة هي أن هذا يتطلب حسابات مرهقة. بينما نظرية البروتون أبسط بكثير.
نظرية الأوليات للأحماض والقواعدBronsted - ظهر لوري لأول مرة في عام 1923. صاغه برونستيد ولوري بشكل مستقل. جمع العلماء مفاهيم الأحماض والقواعد في وحدة واحدة.
وفقا لأفكارهم ، الأحماضجزيئات أو أيونات تعمل كمتبرعين للبروتونات في التفاعل. في الوقت نفسه ، القواعد هي فقط تلك الجزيئات أو الأيونات القادرة على ربط البروتونات. في هذه النظرية ، يتم تعريف الأحماض والقواعد على أنها مركبات أولية. ما هي النقطة؟
النظرية البدائية للأحماض والقواعد في الكيمياءيتلخص في نقل البروتون من الحمض إلى القاعدة. علاوة على ذلك ، في هذا الوقت ، يتحول الحمض ، الذي فقد البروتون ، إلى قاعدة. وقد تعلق نفسها بروتونًا جديدًا. تصبح القاعدة في هذا الوقت حمضًا ، وتشكل جسيمًا بروتونيًا.
لذلك ، في أي تفاعل يعتبرنحن المواد التي تنطوي على زوجين من القواعد والأحماض. يسميهم برونستيد زملائهم. هذه هي النقاط الرئيسية التي تسمح النظرية الأولية للأحماض والقواعد بصياغتها. في الوقت نفسه ، تستمر التفاعلات الأُولية بطريقتين ، لأن أي مادة ، حسب الظروف ، يمكن أن تكون حمضًا وقاعدة.
في وقت لاحق ، طور برونستيد نظرية التحفيز الحمضي القاعدي ، وعمل لوري على النشاط البصري للمركبات العضوية.
ظهرت نظرية أنظمة المذيبات أثناء تطور الأفكار ،رشح من قبل Arrhenius و Ostwald. في معظم الأحيان يتم استخدامه في ردود الفعل مع مذيبات البروتون. اقترحه ثلاثة أمريكيين - كادي وفرانكلين وكراوس.
وفقًا لهذه الفرضية ، كل شيء مبني علىمذيب أيوني. لديها القدرة على التحلل في أيونات فردية في حالة عدم وجود المذيبات. في هذه الحالة الكاتيون والأنيون. الأول هو أيون الليثيوم ، والثاني أيون الليثيوم. مذيب البروتون المستخدم في التفاعل قادر على نقل البروتون من أي جزيء سائل محايد إلى آخر. ونتيجة لذلك ، يتم تشكيل عدد متساو من الأنيونات والكاتيونات.
يصبح ناتج هذا التفاعل مذيبًا وملحًا.
تستخدم هذه النظرية للتنبؤ بردود الفعل.بين الأحماض والقواعد في أي مذيبات. من الممكن أيضًا التحكم في هذه العمليات باستخدام مذيب. تصف النظرية بالتفصيل خصائص المواد التي لا تحتوي على الأكسجين والهيدروجين.
في الكيمياء ، يوجد مفهوم "حمض لويس".هو أيون أو جزيء يحتوي على مدارات إلكترونية حرة يمكن أن يتلقى أزواج الإلكترونات. والمثال اللافت للنظر هو البروتونات - أيونات الهيدروجين ، وأيونات بعض المعادن وبعض الأملاح والمواد.
إذا لم يكن هناك الهيدروجين في حمض لويس ، فإنه يطلق عليه aprotic.
تم صياغة النظرية الأكثر شيوعًا للأحماض والقواعد في عام 1939 من قبل الكيميائي السوفياتي ميخائيل أوسانوفيتش.
لأنه يقوم على فكرة أن أيالتفاعل بين الحمض والقاعدة سيؤدي إلى تفاعل تكوين الملح. وبالتالي ، يتم تعريف الحمض على أنه جسيم يزيل الكاتيونات من نفسه ، بما في ذلك البروتونات ، ويربط أيضًا الأنيونات ، والإلكترونات في المقام الأول ، لنفسه بدلاً من ذلك.
في نفس الوقت ، الجسيم هو القاعدة ،التي لديها القدرة على إرفاق بروتون أو أي كاتيون آخر لنفسه. ولكنه يمكن أيضًا أن يتبرع بإلكترون أو أنيون. الفرق الأساسي من نظرية لويس هو أن تعريفات "القاعدة" و "الحمض" لا تستند إلى بنية غلافها الإلكتروني ، ولكن على علامة شحنة جسيمها.
في الوقت نفسه ، هناك عيوب في نظرية أوسانوفيتش.أهمها عدد كبير من التعميمات والتشكيلات الغامضة للمفاهيم الأساسية. بالإضافة إلى ذلك ، لا تسمح هذه النظرية بالتنبؤات الكمية لعواقب تفاعل الأحماض والقواعد.
