Термин "основание" встречается очень часто в процессе изучения химии, притом как органической, так и неорганической. Ученые впервые задались вопросом: «Что такое «основание» в химии?» еще в XVII веке. Результатом стало возникновение нескольких теорий кислот и оснований, носящих имена их основателей. Определение, что такое «основание в» химии, можно дать, обратившись к той, которая предлагает наилучшее обоснование для данного случая.
Теории кислот и оснований
В рамках данной статьи будут рассмотрены лишь части их, отвечающие на вопрос: «Что такое «основание» в химии?»
Наиболее известных теорий в настоящий момент четыре.
1. Теория электролитической диссоциации Аррениуса-Оствальда.
Основана на представлениях о распаде веществ на ионы в водной среде. Согласно этой теории, основаниями являются вещества, при диссоциации образующие гидроксид-анион.
Преимуществом ее является возможность классификации кислот и оснований по силе. Недостаток же заключается в применимости только для водных растворов и невозможности объяснения основных свойств веществ, не содержащих гидроксильных групп.
2. Протолитическая теория Бренстеда-Лоури.
В данном случае основанием считается вещество, способное присоединять протон (катион водорода). При этом появляется понятие амфотерности – возможности наличия у соединений либо кислотных, либо основных свойств в зависимости от условий. В ней отдельно не рассматриваются основные и кислотные свойства. Основное положение теории – вещество становится тем или другим в присутствии другого соединения в зависимости от их природы. Утверждается, что кислоты и основания обязательно существуют в виде пар соединений.
Эта теория является более общей, объясняет основные свойства соединений, не имеющих в молекуле гидроксильных групп, а также позволяет понять, что такое «основание» в органической химии. Именно с помощью теории Бренстеда-Лоури удалось объяснить механизм действия кислотно-основных индикаторов.
3. Электронная теория Льюиса.
Является еще более расширенной. Она объясняет механизм миграции протона, описанный в предыдущей теории. Льюис утверждал, что основание – это такое соединение, которое может выступать донором свободной электронной пары. Примером оснований Льюиса в химии является вода, аммиак. Основность органических соединений также по большей части объясняется данной теорией.
4. Обобщенная теория Усановича.
В ней принято оперировать зарядами частиц. Так, согласно Усановичу, основание – это частица, которая может присоединять протон или другие катионы, либо отдавать электрон и другие анионы. К сожалению, она не описывает неионогенные процессы. Теория Усановича не была доработана. По сей день учеными предпринимаются попытки довести ее до логического завершения. Ожидается, что в этом случае именно теория Усановича станет наиболее точно и правильно описывающей природу кислотно-основных свойств соединений.
В настоящее время используются все четыре теории в зависимости от рассматриваемых систем.
Что такое «основание» в неорганической химии?
На этот вопрос проще всего ответить при помощи электронной теории или теории Аррениуса-Оствальда, так как большинство реакций проходят в водных растворах.
Что такое «основание»? Примеры в неорганической химии: гидроксиды металлов, аммиак.
В первом случае в водных растворах молекулы диссоциируют с отщеплением гидроксид-аниона. Это яркий пример того, что такое «основание» с точки зрения теории Аррениуса.
Основные свойства аммиака же лучше объясняются наличием неподеленной электронной пары на атоме азота, что соответствует теории Льюиса.
В органической химии
Что такое основания в химии? Примеры органических оснований – представители класса аминов. Основность органических соединений принято объяснять с точки зрения теории Льюиса. Подобно аммиаку, основные свойства аминов обусловлены неподеленной электронной парой, находящейся на атоме азота.
Еще один пример основания в органической химии – анионы карбоновых кислот и алкоксильные (получаются при отщеплении атома водорода от спиртовой группы). Эти свойства можно объяснить при помощи теории Усановича или Бренстеда-Лоури.
Заключение
Итак, что же такое «основание» в химии? Это вещество, способное присоединять к себе катионы водорода или других элементов. То есть, теоретически, это может быть любой анион или молекула, имеющая на валентных орбиталях по меньшей мере одного из атомов неподеленную электронную пару.
Основания принято классифицировать по природе (органические и неорганические), силе, кислотности (количеству катионов водорода, которые могут быть присоединены к одной молекуле основания). Они имеют огромное значение в жизни человека. А потому попытки понять природу их свойств еще более глубоко и полно, вероятно, будут предприниматься еще в течение долгого времени.
