酸・塩基の分類

質問

ルイスの酸・塩基の定義に従って分類をしたいのですが、教科書にある問いで、

「液体NH3に溶けたNaNH2」
「水に溶けたFeCl3」

の２つがありました。
特にNaNH2の方は、反応式すらわかりません。
どのように考えればいいのか、といったところから御教授願いたいです。

回答No.1

phosphole · ベストアンサー

まず後者の方ですが。
塩化鉄は強力なルイス酸です。
ベンゼンのハロゲン化にハロゲン化鉄（III)をルイス酸として添加することを聞いたことがありませんか？
臭素化ならFeBr3を加えて、系中で
Br2 + FeBr3 -> Br+ FeBr4-
というように臭素を活性化します。
今の場合、反応系中でルイス塩基になりうるのは、溶媒の水しかないので、水分子の酸素原子が鉄に配位する形となるでしょう。加水分解して水酸化鉄が微量できるかもしれないけどどうでしょう？私もそういう反応には疎いので・・・室温付近なら加水分解は遅いと思いますから、おそらくは塩化鉄のアクア錯体ができるでしょう。塩化鉄って普通に保存できますから（湿気はさけますが）、そこまで弱くはないと思います。

前者ですが、これは私も良く知りません。
が、液体アンモニアは強力な極性溶媒であり、電離をうながします。
ソディウムアミドが溶けるということは、これは電離しているでしょうから、Na+とNH2-が出ています。Na+はルイス酸ですし、NH2-は強力なルイス塩基です。一方、溶媒のアンモニアはそこそこ強力なルイス塩基ですし、また水素結合ドナーとなりますから、水素原子を通してルイス酸として振る舞う、とも言えるでしょう。
もっとも、多分この場合、アミドアニオンはほとんど配位されずにフリーに近いと思います。Na+にNH3がたかって錯体形成し、結果として余ったNH2-は裸のアニオンに近い状態となるのでは、と思います。その結果、NH2-の反応性（塩基性）は飛躍的に向上することが考えられます。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.4

ma-ri-q

ほんの補足ですが。
ナトリウムアミドにわざわざ液体アンモニアを使う理由は、
水などのプロトン性溶媒だと(水は塩基でもあり酸でもある)プロトンとNH2^-が反応してアンモニア(もっと言うとアンモニウムイオン)になり塩基性が落ちるからです。

また液体アンモニアだとNO2さん回答のとおりの平衡により強い塩基性を保つことが出来ます。

回答No.3

noname#62864

「教科書にある問い」と書かれていますが、
「液体NH3に溶けたNaNH2」
「水に溶けたFeCl3」
というのでは問いになっていませんね。
で、「問い」というのは何ですか？

単にNaNH2が酸か塩基かということでしたら、塩基です。
NaNH2はNa+とNH2-の合わさったものであり、後者は他の物質からH+を奪う性質が強いブレンステッド塩基です。ブレンステッド塩基はルイス塩基でもあります。つまり、他の物質に含まれるH（あるいはH+というべき？）に電子対をあたえる力が強いということになるからです。

特別な反応式を書く必要はないと思いますが。

補足

「」内の物質をルイスの酸・塩基の定義に従って分類せよ、というのが問いです。

回答No.2

Tacosan

前者は「H2O 中の NaOH」と同じじゃないかなぁ?
H2O の自己電離: 2H2O ⇔ H3O^+ + OH^- に対応して
NH3 の自己電離: 2NH3 ⇔ NH4^+ + NH2^- が考えられるわけだから.

お礼

回答ありがとうございます。