ルイス酸と塩基。 酸と塩基のルイス電子理論

今日は、有機化学の観点から、つまりブレンステッドとローリーの理論に従って、酸と塩基について話します。 それによると、酸はプロトン供与体であり、塩基はプロトン受容体です。 陽子は、電子を欠いた、水素の最も一般的な同位体の原子核です。 水素原子には電子が 1 つしかありません。 こんな感じです。 ヒドロニウムは酸として作用し、塩化物アニオンは塩基として作用してプロトンを追加します。 水と塩化水素が生成されます。 これが実際に起こることです。 酸塩基反応は平衡状態にあり、酸塩基対が関与します。 左側では、塩化水素はブレンステッド酸であり、プロトンを供与してその共役塩基である塩化物アニオンになります。 塩化水素と塩化物は酸と塩基のペアです。 それらは陽子のみが互いに異なります。 2 番目の酸塩基対があります。 左側の水はブレンステッド塩基、右側のヒドロニウムは共役酸です。 これも酸塩基対です。 また、それらは陽子のみが異なります。 酸が強いほど、共役塩基は弱くなります。 塩化水素は実際には強酸であるため、塩素アニオンは非常に弱い塩基であり、非常に弱くプロトンを奪います。 これは一般原則です。 塩化水素は非常に強い酸であり、塩化物は弱塩基です。 有機化学には、酸と塩基の別の概念、ルイス理論があります。 ルイス酸は電子対受容体であり、塩基は電子対供​​与体です。 英語の単語の最初の文字であるacidとacceptorを使うと覚えやすいです。 どちらの場合も頭文字は a です。 これは明らかだと思います。 2 番目のケースでは、頭文字の b と d も難しくありません。 より良く暗記するための小さなニーモグラム。 酸と塩基のルイス概念を使用した化学反応の例を見てみましょう。 酸素には孤立電子対が 2 つあります。 そして、これがボランの式です。 BH3。 これが彼の公式です。 ホウ素原子には 1 オクテットの電子がありません。ホウ素には 1 オクテットの電子しかありません。 しかし、周期表によれば、オクテットが可能であるため、ボランは非常に活性です。 ホウ素原子は sp2 ハイブリダイゼーションの状態にあり、これは自由 p 軌道の存在を意味します。 この軌道は空です。 これがボラン分子の反応性が高い理由です。 試薬の話に戻りましょう。 どうぞ。 ホウ素原子の空の軌道は、まさにこの酸素原子から一対の電子を受け取ることができます。 これをもう少し詳しく見てみましょう。 軌道が満たされ、絆が形成されます。 これをイメージしてみましょう。 したがって、反応の結果として、酸素には 1 つの孤立電子対が残ります。 2 番目の原子はホウ素原子と結合を形成しますが、ホウ素原子は依然として水素と結合しています。 分子の形式電荷はどうなるでしょうか? これについて考えてみましょう。 酸素では +1、ホウ素では -1。 オキソランは供与体としてのルイス塩基である一対の電子を供与するため、これは酸塩基反応です。 オキソランは、ドナーとしてのルイス塩基である一対の電子を供与します。 ボランは電子対を受け取るため、酸になります。 ルイスの酸と塩基の概念は有機化学の中核であり、知っておくことが重要です。 ブレンステッド-ローリー理論は非常に頻繁に使用されます。よく理解しておく必要があります。

ルイス氏によれば、有機化合物の酸性および塩基性の性質は、電子対を受容または提供し、その後結合を形成する能力によって評価されます。 電子対を受け取る原子は電子受容体であり、そのような原子を含む化合物は酸として分類されます。 電子対を提供する原子は電子供与体であり、そのような原子を含む化合物は塩基です。

ブレンステッドの陽子理論と比較して、ルイスの理論はより一般的であり、より広範囲の化合物をカバーしています。 酸塩基相互作用に関与する軌道のエネルギー特性を考慮すると、ルイス酸は低エネルギーの自由分子軌道を持つ分子であり、ルイス塩基は分子間相互作用に高エネルギーで満たされた分子軌道を提供する分子です。 。 具体的には、ルイス酸は、原子、分子、または陽イオン（プロトン、周期律表の第 2 族および第 3 族の元素のハロゲン化物、遷移金属のハロゲン化物 - BF3、ZnCl2、AlCl3、FeCl3、FeBr3、TiCl4、SnCl4、SbCl5）のいずれかになります。 、金属カチオン、無水硫酸 - SO3、カルボカチオン。 ルイス塩基には、アミン (RNH2、R2NH、R3N)、アルコール ROH、エーテル ROR、チオール RSH、チオエーテル RSR、アニオン、p 結合を含む化合物 (芳香族および複素環式化合物を含む)、特にそれらの供与能力が強化された電子供与性置換基の場合が含まれます。 。

ここで、酸と塩基の測定に対する 2 つのアプローチ (ブレンステッドとルイス) を比較してみます。 定義から分かるように、ルイス塩基はブレンステッド塩基と同一であり、どちらも一対の電子の供与体です。 唯一の違いは、この電子対がどこで費やされるかです。 ブレンステッド塩基は陽子との結合を提供するため、空の軌道を持つ粒子に電子対を提供するルイス塩基の特殊なケースです。 酸の解釈には、さらに大きな違いが見られます。 ブレンステッドの理論はプロトン酸のみを対象としていますが、ルイス酸は空の軌道を持つあらゆる化合物です。 ルイス理論では、プロトン酸は酸としてではなく、塩基によるプロトン中和の生成物として考えられます。 たとえば、硫酸は酸 H+ を塩基で中和した生成物であり、塩酸は H+ を塩基 Cl- で中和した生成物です。

ルイス酸とルイス塩基が相互作用すると、さまざまな性質のドナー - アクセプター (酸 - 塩基) 複合体が形成されます。 以下にそのようなやり取りの例を示します。

有機化学には、このような相互作用の例が豊富にあり、満たされた軌道を有する粒子と空の軌道を有する粒子との相互作用の結果として共有結合が形成される。 これらのプロセスは、ルイス酸塩基反応と考えることができます。 ルイス理論の特徴である特定の対象の範囲が広いこと、および化合物の性質におけるより大きな違いは、酸と塩基の相対強度のルイス級数がブレンステッド酸と塩基ほど普遍的ではないという事実につながります。 ルイス酸の場合、ブレンステッド酸の場合のように、酸性度の厳密な定量的特性を示す表を作成することは不可能です (表 1 を参照)。 彼らにとって、酸性度の定性的なおおよその順序だけが存在します。 したがって、金属ハロゲン化物のようなルイス酸の場合、酸性度は BX3 > AlX3 > FeX3 > SbX5 > SnX4 > ZnX2 の順に減少します。

上記を要約すると、現在、有機化合物の酸塩基特性の評価には 2 つの理論があることがわかります。 どちらかが他方よりも大きな利点があると言えるでしょうか? このような質問に対する明確な答えはあり得ません。 はい、ルイスの理論はより一般的であり、より広範囲の特定のオブジェクトをカバーしています。 ブレンステッド-ローリー理論は、酸性度と塩基性の定量的特性をより厳密に説明することを特徴としています。 どちらかの理論を優先することは、議論されている問題の特定の内容を考慮に入れてのみ行うことができます。 プロトン移動反応が重要な役割を果たし、水素結合が重大な影響を与える、水素含有物質の関与によって起こるプロセスが議論される場合、明らかに、このような場合にはブレンステッド・ローリー理論が優先されるべきである。 ルイス理論の重要な利点は、あらゆる有機化合物を酸塩基錯体として表現できることです。 ルイス酸が求電子試薬として、ルイス塩基が求核試薬として関与するヘテロリシス反応について議論する場合、ルイス理論を優先する必要があります。 化学者は、これらの理論それぞれの利点を巧みに利用することを学びました。

J. Lewis は、酸と塩基のより一般的な理論を提案しました。

ルイス塩基は電子対供​​与体（アルコール、アルコラートアニオン、エーテル、アミンなど）です。

ルイス酸は電子対受容体です。 空の軌道を持つ化合物（水素イオンおよび金属カチオン：H+、Ag+、Na+、Fe2+、第 2 および第 3 周期の元素のハロゲン化物 BF3、AlCl3、FeCl3、ZnCl2、ハロゲン、スズおよび硫黄化合物：SnCl4、SO3）。

したがって、ブレンステッド塩基とルイス塩基は同じ粒子です。 ただし、ブレンステッド塩基性は陽子のみを結合できる能力ですが、ルイス塩基性はより広い概念であり、低空軌道を持つ粒子と相互作用する能力を意味します。

ルイス酸-塩基相互作用はドナー-アクセプター相互作用であり、あらゆるヘテロリシス反応はルイス酸-塩基相互作用として表すことができます。

ルイス酸とルイス塩基の強度を比較するための単一の尺度はありません。それらの相対的な強度は、どの物質を標準として採用するかによって異なります (ブレンステッド酸と塩基の場合、この標準は水です)。 ルイスに従って酸塩基相互作用の容易さを評価するために、R. ピアソンは「硬い」酸と「柔らかい」酸と塩基の定性理論を提案しました。

剛直な塩基は、電気陰性度が高く、分極率が低くなります。 酸化しにくいのです。 それらの最高被占分子軌道 (HOMO) は低いエネルギーを持っています。

ソフトベースは電気陰性度が低く、分極率が高くなります。 酸化しやすいのです。 それらの最高被占分子軌道 (HOMO) は高いエネルギーを持っています。

硬酸は電気陰性度が高く、分極率が低いです。 回復するのは困難です。 それらの最低空分子軌道 (LUMO) のエネルギーは低いです。

軟酸は電気陰性度が低く、分極率が高くなります。 簡単に復元できます。 それらの最低空分子軌道 (LUMO) は高いエネルギーを持っています。

最も硬い酸は H+ で、最も柔らかい酸は CH3Hg+ です。 最も硬い塩基は F- と OH- で、最も柔らかい塩基は I- と H- です。

表 5. 硬質および軟質の酸および塩基。

ピアソンの硬質および軟質の酸および塩基の原理 (LMCO 原理):

硬質酸は硬質塩基と優先的に反応し、軟酸は軟塩基と優先的に反応します。

エネルギーが近い軌道間の相互作用は、エネルギーが大きく異なる軌道間の相互作用よりも効果的であるため、これはより高い反応速度とより安定な化合物の形成で表れます。

LMCO 原理は、競合するプロセス (脱離反応と求核置換反応、周囲の求核試薬が関与する反応) の優先方向を決定するために使用されます。 標的を絞った解毒剤や医薬品の作成を目的としています。

酸性と塩基性は、有機化合物の多くの基本的な物理化学的特性と生物活性を決定する最も重要な概念です。 有機化学には酸と塩基の概念がいくつかあります。 Bronsted-Lowry (1923) の原始分解理論が一般に受け入れられています。 ほぼ同時に、G. Lewis は酸と塩基のより一般的な概念を提案し、これに基づいて R. Pearson (1963) が後に硬質および軟質の酸と塩基の原理を開発しました。

ブレンステッド・ローリーによる酸性度と塩基性。ブレンステッド-ローリー理論によれば、化合物の酸性度および塩基性度は、H + プロトンの移動に関連しています。

酸- プロトンを供与できる物質（ランドナー）。 根拠 - プロトンを受け入れることができる物質（プロトンアクセプター）。 酸と塩基は共役酸塩基対を形成します。 酸性の性質は塩基の存在下で現れ、塩基性の性質は酸の存在下で現れます。

一般に、酸と塩基の相互作用は次の方程式で表されます。

原則として、ほとんどの有機化合物は、さまざまな元素 (O、S、N、C) に結合した水素原子を含むため、潜在的な酸であると考えることができます。 元素とそれに関連する水素原子は次のように呼ばれます。 酸中心 。 したがって、有機酸は、その酸中心に従って、OH-、SH-、NH-、および CH-酸として分類されます。 酸は、中性の分子だけでなく、正に荷電したイオンや双極性イオンの場合もあります。 酸プロトンと共有結合を形成するには、有機塩基はヘテロ原子 (中性分子) に孤立電子対を持つか、陰イオンでなければなりません。 一般に、分子内にヘテロ原子を含む塩基を塩基と呼びます。 n塩基 。 別のグループの敷地があります - π基数 、塩基性の中心は、共役系の局所的な π 結合または π 電子雲の電子です。 π塩基は、プロトンと共有結合ではなく短寿命のπ錯体を形成します。

ブレンステッド-ローリーによれば、物質の酸性度と塩基性は定量的に特徴付けられます。 質量作用の法則を適用すると、酸 A ～ H の酸性特性を次のように表現できます。 平衡定数 K p 、上に示した可逆的な酸塩基反応:

酸イオン化反応の平衡定数は特定の系でのみ一定の値を持ち、各塩基に関しては独自の酸性定数のスケールが存在することは明らかです。 最も重要なケースは、水溶液中の酸のイオン化です (水は塩基の役割を果たします)。

水は大過剰に存在するため、その濃度は 55.5 mol/l とほぼ一定のままです。 この値は平衡定数と呼ばれる特性に含まれます。 酸性定数K a :

Kが多ければ多いほど,酸が強いほど 。 しかしながら、有機化合物の標準ではこのような比較的強い酸、例えば酢酸であっても、Ｋ ａ ＝１．７５×１０ －５ を有する。 ほとんどの有機化合物では、K a の値はさらに小さくなります。 したがって、有機酸の強度を評価するには、次の値を使用する方がはるかに便利です。 R K は酸性度定数の負の対数を表します。 pKa = -LG かあ。 その中で pK a が低いほど ,酸が強いほど 。 pK a > 7 の酸は中性指示薬紙の色を変えません。 pKa >10 の酸には酸味がありません。

水溶液中の化合物の塩基性は、水のイオン積を通じて pK a に関連する pK b 値によって特徴付けることができます。 rK b = 14 - pK a. ただし、現在、塩基性を特徴付けるには、共役塩基 B 酸 BH + の pK 値が使用されることが多く、次のように表されます。 pK BH + 。 このアプローチにより、同じスケールを使用して酸と塩基の両方のイオン化を特徴付けることができます。 この場合 pK BH + が高いほど、塩基が強くなります。 .

生物系における弱酸と弱塩基。 ほとんどの生物学的に活性な有機化合物、特に医薬品は弱酸または弱塩基です。 特定の環境におけるそのような化合物のイオン化の程度は、生物学的効果の発現にとって重要です。 存在する非イオン化分子の割合によって治療活性が決まる既知の医薬品は数多くありますが、逆に、物質のイオン化部分がカチオン性またはアニオン性分子との相互作用により生物学的効果を引き起こす例もあります。受容体の中心。 イオン化の程度の違いにより作用の選択性が得られます。これは、たとえば、膜を通した血漿または細胞への浸透、酵素表面への吸着、pH に応じた受容体部位のイオン化の可能性などの要因によるものです。

溶液中の有機酸と有機塩基のイオン化の度合いは、溶液のpHと酸のpK a (またはpK BH + 塩基)の2つのパラメータの値によって決まります。 物質の pK a (または pK BH +) 値と溶液の pH がわかっている場合、イオン化度は次のように計算できます。

イオン化の程度は、例えば胃腸管からの薬物の吸収（吸収）中など、体内のさまざまな膜を通過する物質の浸透プロセスにとって重要です。 消化管の上皮膜は、タンパク質分子が埋め込まれた脂質二重層と考えることができます。 膜タンパク質の疎水性領域は膜の内部空洞に浸されており、イオン化領域は内側と外側で水相に面しています。 古典的な理論によれば、このタイプの膜はイオンの通過を妨げます。その理由は、第一に、水和によるイオンのサイズが比較的大きく、第二に、イオンの電荷とイオンが付着するタンパク質表面の電荷が異なるためです。アプローチの符号が似ている場合は反発、逆の場合はイオンが膜の表面に吸着されます。 特定の輸送システムまたはキャリアが存在するイオンのみが天然の膜を通過します。 中性の脂溶性分子は、その親油性が高いほど膜に早く浸透します。 したがって、非イオン化薬物分子の吸収が胃腸管で起こります。

酸性の薬物は胃 (pH 1 ～ 3) からよりよく吸収されますが、塩基性薬物の吸収は胃から腸に通過した後にのみ起こります (小腸の内容物の pH は 7 ～)。 8)。 1時間以内に、投与量のほぼ60％のアセチルサリチル酸とわずか6％のアニリンがラットの胃から吸収されます。 ラットの腸では、アニリンの投与量の 56% がすでに吸収されています。 カフェイン（pK B H + 0.8）のような弱塩基は、胃の強酸性環境であってもカフェインの大部分が非酸性状態にあるため、同時にはるかに多く（36%）吸収されることは注目に値します。イオン化した状態。

薬の有効性は、受容体を透過する能力によって決まります。 イオン化可能な物質の場合、生物活性は非イオン化分子の割合によって、または逆に物質のイオン化部分によって決定できます。 両方のオプションの例が多数あります。 したがって、フェノールと酢酸は両方ともさまざまなカビの増殖を阻止します。 これらの生物作用は非イオン化分子によるものであるため、酢酸の最大の効果は pH 4 未満で発生し、フェノールの場合は pH 9 未満の任意の pH 値で発生します。これは、これらの pH 範囲ではフェノールと酢酸の両方が非イオン性状態にあるためです。イオン化した状態。 また、アニオンとは異なり、非イオン化テオフィリンのみがカメの心臓の活動を刺激します。 逆に、多くのスルホンアミド薬の例を使用すると、それらの抗菌活性は陰イオンによるものであることが証明されました。 スルホンアミドの活性に最適な pK a 値は 6 ～ 8 の範囲です。 非イオン化分子は膜を通って細胞に浸透しますが、生理学的 pH 値では、膜の両側で等しい程度のイオン化が確立されるまでイオンが再び形成されます。

スルホンアミドの抗菌活性はイオン化の程度に比例しますが、分子の親油性にも依存します。

そして、生物学的活性が物質のイオン化形態によるものである場合のもう 1 つの例は、アミノアクリジンの抗菌 (静菌) 効果は、これらの化合物のカチオン形態でのみ現れ、カチオンイオン化の程度が増加するにつれて増加します。 環境の pH に応じてイオン化の程度を変更することは、薬物動態研究を行う場合など、その後の分析を目的として体液 (血液、尿) から薬物を単離するために広く使用されています。

ルイス酸および塩基。 ルイスの理論によれば、化合物の酸塩基特性は、新しい結合を形成するために一対の電子を受容または供与する能力によって決まります。 ルイス酸 - 電子対アクセプター。 ルイス根拠 電子対供与体。

ブレンステッド塩基とルイス塩基は、一対の電子の供与体であり、単独または p 軌道に位置します。つまり、概念は両方の理論で同一です。 ルイスの酸性度には、新しくて広い意味があります。 酸とは、電子殻に電子対を追加できる空の軌道を持つ粒子です。 ブレンステッドによれば、酸は陽子供与体であり、ルイスによれば、H + 陽子は空の軌道を持っているため、それ自体が酸です。

ルイス酸は、周期表の第 2 族と第 3 族の元素 (BF 3、AlCl 3、FeCl 3、FeBr 3、ZnCl 2 など) のハロゲン化物です。 ルイス酸には、空軌道を持つ他の元素のハロゲン化物 (SnX 4、SbX 5、AsX 5、さらには酸化硫黄 (VI) SO 3 など) も含まれます。 ホウ素およびアルミニウムのハロゲン化物は、その外殻に 6 つの電子を持ち、一対の電子を受け取って共有結合を形成することができます。 たとえば、四塩化スズはその外殻に 8 個の電子を持っていますが、空の軌道を持つ元素なので、さらに 2 ～ 3 個の電子を受け入れることができます。 ルイス酸には、金属カチオン (Na +、Mg 2+、Ag +)、カルボカチオン R 3 C +、ニトロイル カチオン NO 2 + なども含まれます。ルイス酸は求電子試薬としてヘテロリシス反応に参加します。 以下は、ルイス酸と塩基間の相互作用の例です。

多くの一般的な有機反応は、ルイス理論における酸塩基相互作用です。 ただし、この理論では、酸性度と塩基性を定量化することははるかに困難であり、そのような評価は相対的なものでしかありません。 これを行うには、さまざまな化合物の相互作用エネルギーが、それぞれ酸またはルイス塩基という同じ標準を使用して、厳密に定義された条件 (溶媒、温度) の下で測定されます。 したがって、ルイス酸および塩基については、ブレンステッド酸および塩基よりもはるかに少ない量の測定が行われています。

硬質および軟質の酸および塩基。 ルイス理論の発展は、硬質および軟質の酸および塩基の原理 (LMCO 原理、ピアソン原理) の創設につながりました。 ピアソンの原理によれば、酸と塩基はハードとソフトに分けられます。

硬酸は、アクセプター原子のサイズが小さく、大きな正電荷、高い電気陰性度、および低い分極率を有するルイス酸です。 ソフトルイス酸には、正電荷が低く、電気陰性度が低く、分極率が高い大きなアクセプター原子が含まれています。

電子対ドナー軌道との結合に関与する最低空分子軌道 (LUMO) は、硬酸ではエネルギーが低くなります。 最も硬い酸はプロトンです。 軟酸のLUMOは高いエネルギーを持っています。 軟酸には分極しやすい空軌道が含まれています。 電子対を受け取る原子の正電荷は、非局在化または完全に存在しないため小さくなります (たとえば、ヨウ素分子は軟酸です)。

ハードベースは、電気陰性度が高く、分極率が低く、酸化されにくいドナー粒子です。 対照的に、ソフト塩基は電気陰性度が低く、分極率が高く、非常に酸化されやすいドナー粒子です。 「剛塩基」という用語は、化合物（一対の電子の供与体）が電子をしっかりと保持していることを強調しています。 ハードベースでは、電子対アクセプター軌道との結合に関与する最高被占分子軌道 (HOMO) のエネルギーが低くなります (原子核の近くに位置します)。 硬塩基のドナー原子は窒素、酸素、フッ素、塩素です。 ソフト塩基は価電子を弱く保持しますが、ドナー HOMO は高いエネルギーを持っています。 一対の電子の供与体は、炭素、硫黄、リン、ヨウ素の原子です。

「硬い」および「柔らかい」酸および塩基の概念は、「強い」および「弱い」酸および塩基の概念と同等ではないことに注意する必要があります。 これらは、酸と塩基の 2 つの独立した特性です。 HMKOの原則 酸塩基相互作用の効率を定性的に説明するために使用されます: (!) 硬い酸は硬い塩基とよりよく調和し、柔らかい酸は柔らかい塩基とよりよく調和します。 ピアソンの概念は、同様のエネルギーを持つ軌道間の相互作用は、異なるエネルギーを持つ軌道間の相互作用よりも効率的であるという事実に基づいています。

HMKO 原理の動作は、次の例で説明できます。 ハロアルカンが求核試薬（塩基でもある）と相互作用すると、求核置換または脱離という競合反応が発生する可能性があります。 求核置換反応は、求核試薬とハロゲンに結合した炭素原子との相互作用によって発生します。 脱離反応では、塩基の影響で隣接する炭素原子からプロトンも除去されます。

1,2-ジクロロエタンが硬質塩基（メトキシドイオン）と相互作用すると、試薬が硬酸（プロトン）に攻撃するため、主に脱離反応が起こります。 柔らかい塩基 (チオフェン オキシド イオン) は、より柔らかい酸 (炭素原子) と優先的に反応し、求核置換反応生成物が形成されます。

J. Lewis は、酸と塩基のより一般的な理論を提案しました。

ルイスベース –これらは電子対供​​与体（アルコール、アルコラートアニオン、エーテル、アミンなど）です。

ルイス酸 -これらは電子対アクセプターです , それらの。 空の軌道を持つ化合物（水素イオンおよび金属カチオン：H +、Ag +、Na +、Fe 2+、第 2 および第 3 周期の元素のハロゲン化物 BF 3、AlCl 3、FeCl 3、ZnCl 2、ハロゲン、錫および硫黄化合物: SnCl 4、SO 3)。

したがって、ブレンステッド塩基とルイス塩基は同じ粒子です。 ただし、ブレンステッド塩基性は陽子のみを結合できる能力ですが、ルイス塩基性はより広い概念であり、低空軌道を持つ粒子と相互作用する能力を意味します。

ルイス酸-塩基相互作用はドナー-アクセプター相互作用であり、あらゆるヘテロリシス反応はルイス酸-塩基相互作用として表すことができます。

ルイス酸とルイス塩基の強度を比較するための単一の尺度はありません。それらの相対的な強度は、どの物質を標準として採用するかによって異なります (ブレンステッド酸と塩基の場合、この標準は水です)。 ルイスに従って酸塩基相互作用の容易さを評価するために、R. ピアソンは「硬い」酸と「柔らかい」酸と塩基の定性理論を提案しました。

リジッドベース電気陰性度が高く、分極率が低い。 酸化しにくいのです。 それらの最高被占分子軌道 (HOMO) は低いエネルギーを持っています。

ソフトベース電気陰性度が低く、分極率が高い。 酸化しやすいのです。 それらの最高被占分子軌道 (HOMO) は高いエネルギーを持っています。

硬酸電気陰性度が高く、分極率が低い。 回復するのは困難です。 それらの最低空分子軌道 (LUMO) のエネルギーは低いです。

軟酸電気陰性度が低く、分極率が高い。 簡単に復元できます。 それらの最低空分子軌道 (LUMO) は高いエネルギーを持っています。

最も硬い酸は H + で、最も柔らかい酸は CH 3 Hg + です。 最も硬い塩基は F- と OH- で、最も柔らかい塩基は I- と H- です。

表 5. 硬質および軟質の酸および塩基。

ピアソンの硬質および軟質の酸および塩基の原理 (LMCO 原理):

硬質酸は硬質塩基と優先的に反応し、軟酸は軟塩基と優先的に反応します。

エネルギーが近い軌道間の相互作用は、エネルギーが大きく異なる軌道間の相互作用よりも効果的であるため、これはより高い反応速度とより安定な化合物の形成で表れます。

LMCO 原理は、競合するプロセス (脱離反応と求核置換反応、周囲の求核試薬が関与する反応) の優先方向を決定するために使用されます。 標的を絞った解毒剤や医薬品の作成を目的としています。