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Tutorial MenueSäuren und BasenLerneinheit 1 von 8

Säure-Base-Theorien

HSAB-Konzept

Die Stärke von Säuren und Basen kann nach der Brønsted-Theorie durch die Gleichgewichtskonstante der Protolysereaktion quantitativ ausgedrückt werden. Man sollte annehmen, dass die Stärke der Lewis-Säuren und -Basen ihren Ausdruck in der Stabilität der Reaktionsprodukte findet. Ein Vergleich der Gleichgewichtslage zwischen Ausgangsstoffen und Lewis-Säure-Base-Addukten (thermodynamische Stabilität) führt allerdings oft zu keinen vernünftigen Ergebnissen, da offenbar hierbei nicht alle maßgeblichen Faktoren quantitativ erfasst werden. Das heißt die Stabilität des Adduktes hängt von den Eigenschaften der Reaktionspartner Säure und Base gleichzeitig ab.

Interpretationsschwierigkeiten entstehen beispielsweise bei der Betrachtung der folgenden Komplexverbindungen.

Beispiel

So ist [BeF4]2− stabiler als [CuF4]2−, aber [Be(NH3)4]2+ instabiler als [Cu(NH3)4]2+.

Wenn man aus der Stabilität der Fluorokomplexe schließt, dass Be2+ eine stärkere Lewis-Säure sein sollte als Cu2+, ist die umgekehrte Stabilität der Amminkomplexe nicht verständlich.

Das Konzept der harten und weichen Säuren und Basen (Hard and Soft Acids and Bases = HSAB; Pearson 1963) ermöglicht qualitative bis halbquantitative Aussagen über die Stabilität von Lewis-Säure-Base-Addukten.

Die Kriterien hart und weich beziehen sich auf die Polarisierbarkeit der Teilchen.

Weiche und harte Basen
Leicht polarisierbare, voluminöse Teilchen wie die Anionen I, S2−, CN bezeichnet man als weiche Basen. Harte Basen sind wenig polarisierbare Teilchen wie F, OH.

Eine analoge Einteilung gilt für Lewis-Säuren:

Weiche und harte Säuren
Weiche Säuren sind zum Beispiel große Kationen wie Cs+, Ag+, harte Säuren sind kleine und höher geladene wie Al3+, Fe3+. Kommt ein Kation in mehreren Oxidationsstufen vor, so ist das höher geladene die härtere Säure; zum Beispiel Tl3+ härter als Tl+.
Tab.1
Harte
SäurenBasen
H+, Li+, Na+, K+, Mg2+ H2O, OH, ROH, RO, F
Al3+, Fe3+, CO2, SO3, BR3, AlR3 Cl, SO42−, NO3, PO43−
CO32−, ClO4, NH3, R-NH2
Tab.2
Weiche
SäurenBasen
Hg2+, Ag+, Cd2+, Cu+ R2S, RS, I, SCN
H3C+, I2, Br2 S2O32−, Br, R3P, CN
CO, C2H4

Das HSAB-Konzept besagt, dass harte Säuren bevorzugt (nicht ausschließlich!) mit harten Basen reagieren und weiche Säuren bevorzugt mit weichen Basen. Die Begriffe hart und weich sind dabei nicht absolut zu verstehen, sondern nur relativ zueinander.

Die Kombination hart/hart führt zu eher ionischen, weich/weich zu mehr kovalenten Reaktionsprodukten. Die thermodynamischen Ursachen für die Stabilität sind jedoch bei näherer Betrachtung unterschiedlich und lassen sich leider nicht in einheitliche qualitative Regeln übersetzen.

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