O que é um ácido de Lewis?
O termo ácido de Lewis recebeu o nome do químico americano Gilbert N. Lewis. Os primeiros químicos reconheceram um ácido como uma substância com um sabor azedo que reage com alguns metais e que neutraliza bases, ou álcalis, produzindo um sal. Desde o final do século XIX, no entanto, foram feitas tentativas de definir ácidos e bases de uma maneira mais rigorosa, e uma que explica o que realmente acontece em uma reação ácido-base. O de Lewis é a definição mais ampla. Os íons H + - que são simplesmente prótons - são muito reativos para existir em uma solução aquosa e se associarem a moléculas de água para formar íons hidrônios (H 3 o +). A definição de Arrhenius se mostrou muito útil e abrange a maioria dos compostos comumente considerados ácidos. Por exemplo, ácido clorídrico,Uma solução do cloreto de hidrogênio a gás na água fornece íons h + que formam íons hidrônicos em solução: hcl + h 2 o → h 3 o + + cl -. Essa definição permaneceu o padrão até o século XX e ainda é frequentemente usado hoje.
Uma característica definidora de todos os ácidos é que eles neutralizam as bases para produzir sais. Um exemplo é a reação do ácido hidroclorico com hidróxido de sódio (NaOH) para produzir cloreto de sódio e água (h 2 o): h 3 2 o. Aqui, os íons h + fornecidos pelo ácido clorídrico combinaram-se com os íons oh - fornecidos pelo hidróxido de sódio para produzir água, enquanto os ions na + e cl - são combinados para produzir sal, de acordo com o arheniTeoria dos EUA; No entanto, reações semelhantes podem ocorrer entre compostos que não se encaixam nas definições de Arrhenius de ácidos e bases. Por exemplo, o cloreto de hidrogênio gasoso pode reagir com amônia gasosa para formar o cloreto de amônio sal: HCl + NH 3 → NH 4 + cl -. Dois compostos combinaram-se para formar um sal, mas como não estão em solução, não há h + ou oh - íons presentes; portanto, os reagentes não se qualificam como ácido e uma base de acordo com Arrhenius.
Em 1923, dois químicos - Johaness Bronsted e Thomas Lowry - criaram independentemente uma nova definição. Eles sugeriram que um ácido era um doador de prótons e uma base de um aceitador de prótons. Em uma reação ácida-base, o ácido fornece um próton, ou h + ion, para a base; No entanto, nenhum reagente precisa estar em solução, com os íons h + ou oh - realmente se apresentam antes da reação. Esta definição inclui todos os ácidos e bases Arhenius,mas também explica a combinação de cloreto de hidrogênio gasoso e amônia como uma reação ácida-base: o cloreto de hidrogênio covalente forneceu um próton à amônia para formar um amônio (NH 4 +), que forma um composto piano com o cl O químico americano Gilbert N. Lewis sugeriu, também em 1923, um conceito estendido de ácidos e bases como aceitadores e doadores de pares de elétrons, respectivamente. Por essa definição, uma reação ácido-base envolve os reagentes que formam uma ligação coordenada-uma ligação covalente em que ambos os elétrons compartilhados vêm do mesmo átomo-com os elétrons provenientes da base. Na reação HCl-Nnaoh descrita acima, o íon h + fornecido pelo HCl aceita um par de elétrons do OH - fornecido pelo NaOH para formar água.
De acordo com essa teoria, portanto, uma base de Lewis é um composto que possui um par de elétrons não disponível para ligação. A estrutura do ácido de Lewis é talque ele pode obter uma configuração estável, formando uma ligação coordenada com uma base de Lewis. As bases não precisam conter íons hidróxido ou aceitar prótons, e um ácido de Lewis não precisa conter hidrogênio ou doar prótons. A definição de ácido de Lewis inclui todos os ácidos Arrhenius e Bronsted-Lowry e também muitas substâncias que não atendem aos critérios de Bronsted-Lowry ou Arrhenius.
Um bom exemplo de tal substância é o trifluoreto de boro (BF 3 ). Neste composto, o boro, que normalmente possui três elétrons em sua concha externa, formou ligações covalentes, compartilhando um par de elétrons com cada um dos três átomos de flúor. Embora o composto seja estável, ele tem espaço para mais dois elétrons em sua concha externa. Assim, pode formar uma ligação coordenada com um doador de pares de elétrons-em outras palavras, uma base.
Por exemplo, ele pode combinar com amônia (NH 3 ), que possui um átomo de nitrogênio com um par de elétrons não projetado, pois três dos cinco elétrons na concha externa do nitrogênio estão emligações covalentes com os três átomos de hidrogênio. A combinação de trifluoreto de boro e amônia é, portanto, a seguinte: BF 3 +: NH 3 → bf 3 : NH 3 - o ":" representa o par de elétrons do átomo de nitrogênio da amônia. O trifluoreto de boro está se comportando como um ácido de Lewis e amônia como base.
