Lewis-Base

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Das Konzept einer Definition von Säuren und Basen, die unabhängig von Protonen ist, wurde Anfang des 20. Jahrhunderts von Gilbert Newton Lewis eingeführt (siehe auch Säure-Base-Konzepte).

Lewis-Basen sind Atome oder Moleküle, die ein freies Elektronenpaar besitzen, das zur Ausbildung einer kovalenten Bindung (Atombindung) geeignet ist. Im Gegensatz zur Lewis-Säure ist eine Lewis-Base ein Elektronenpaardonator.

Typische Lewis-Basen sind z.B. NH₃, H₂O, F^-, CN^- oder CO.

Lewis-Basen treten als typische Liganden in Metallkomplexen auf (siehe auch Komplexchemie). Das Produkt der Reaktion einer Lewis-Säure mit einer Lewis-Base kann als Lewis-Säure-Base-Addukt, Koordinationsverbindung oder auch als Akzeptor-Donator-Komplex bezeichnet werden.

Im Gegensatz zur Definition nach Brønsted, bei der als Maß für die Stärke einer Säure oder Base ihre Säurekonstante bzw. ihre Basenkonstante dient, muss man für Lewis-Säuren und Lewis-Basen neben einer quantitativen Einordnung nach stark und schwach zusätzlich eine qualitative Klassifizierung nach hart und weich treffen (Pearson Konzept). Die Paarung zweier weicher Spezies führt dabei zur Ausbildung einer eher als kovalent einzuordnenden Bindung, die Paarung zweier harter Spezies zur Bildung einer eher elektrostatischen (ionischen) Bindung. Als quantitatives Maß für die Härte kann der energetische Abstand zwischen dem höchsten besetzten Molekülorbital (HOMO) und dem niedrigsten unbesetzten Molekülorbital (LUMO) dienen. Die Unterscheidung nach weichen oder harten Spezies erleichtert unter anderem Vorhersagen zur Lage von Komplexbildungs- oder Fällungsgleichgewichten.

Im Gegensatz zu Redoxreaktionen, an denen ebenfalls Elektronenakzeptoren und -donatoren beteiligt sind, findet bei Lewis-Säure-Base-Reaktionen häufig nur ein teilweiser Übergang eines Elektronenpaares unter Ausbildung einer kovalenten Bindung statt, d.h. die Oxidationszahlen der beteiligten Reaktionspartner ändern sich bei der Reaktion meist nicht. Eine genauere Betrachtung zeigt aber, dass sich die Oxidationszahlen nur dann unverändert bleiben, wenn die Lewis-Säure eine geringere Elektronegativität aufweist als die Lewis-Base.