LewisSäureKation

Ein Lewis-Säure-Kation ist eine positiv geladene Spezies, die nach der Lewis-Theorie als Lewis-Säure wirkt: Sie akzeptiert Elektronenpaare von einer Lewis-Base. Cationen besitzen typischerweise leer stehende Orbitale oder eine hohe Ladung, was sie zu starken Elektronenpaar-Akzeptoren macht. In Lösung oder Festkörpern koordinieren sie Elektronenpaare von Liganden wie Wasser, Ammoniak oder organischen Lewis-Basen und bilden Addukte oder Koordinationskomplexe. In vielen Systemen sind Metallkationen wie Al3+, Fe3+, Zn2+, Mg2+ oder auch H+ klassische Beispiele; auch weniger typische kationische Spezies können Lewis-Eigenschaften zeigen.

Die Reaktivität von Lewis-Säure-Kationen hängt von der Härte bzw. Weichheit der Base ab (HSAB-Konzept). Harte Kationen bevorzugen harte Basen, weiche Kationen bevorzugen weiche Basen. Diese Eigenschaften beeinflussen die Aktivierung von Substraten in der Koordination, zum Beispiel die Polarisierung eines Carbonyls oder die Steuerung von Reaktionswegen in der Katalyse oder Polymerisation.

Im Gegensatz zur Bronsted-Lowry-Theorie müssen Lewis-Säure-Kationen nicht Protonen abgeben. Umgekehrt sind viele Lewis-Säuren Bronsted-Säuren, aber nicht alle. Beispiele wie BF3 zeigen, dass eine Spezies Lewis-Säure sein kann, ohne als Bronsted-Säure zu wirken; Metallkationen bilden dagegen oft Verbindungen zu beiden Konzepten.

Zusammenfassend bezeichnet der Begriff Lewis-Säure-Kation positiv geladene Spezies, die Elektronenpaare akzeptieren können und dadurch als zentrale Akzeptoren in Koordination, Reaktionsmechanismen und Katalyse dienen.