Acizii și bazele

Definițiile Lewis ale acizilor și bazelor

În 1923 GN Lewis a sugerat un alt mod de a privi acțiunea dintre ioni H + și OH- . În modelul Brnsted, ionul OH- este specia activă în această reacție acceptă un ion H + pentru a forma o legătură covalentă. În modelul Lewis, ionul H + este specia activă acceptă o pereche de electroni din ionul OH- pentru a forma o legătură acovalentă.

În Lewis teoria reacțiilor acid-bazice, bazele donează perechi de electroni și acizii acceptă perechi de electroni. Un acid Lewis este, prin urmare, orice substanță, cum ar fi ionul H +, care poate accepta o pereche de electroni fără legătură. Cu alte cuvinte, acidul Lewis este un acceptor de perechi de electroni. Un Lewis se bazează pe orice substanță, cum ar fi ionul OH, care poate dona o pereche de electroni nelegători. O bază Lewis este, prin urmare, un electron pairdonor.

Un avantaj al teoriei Lewis este modul în care completează modelul reacțiilor de reducere a oxidării. Reacțiile de oxidare-reducere implică un transfer de electroni de la un atom la altul, cu o schimbare netă a numărului de oxidare a unuia sau mai multor atomi.

Teoria Lewis sugerează că acizii reacționează cu bazele la perechea de electroni sharea, fără modificări ale numărului de oxidare al oricărui atom. Multe reacții chimice pot fi clasificate într-una sau alta dintre aceste clase. Fie electronii sunt transferați de la un atom la altul, fie atomii se reunesc pentru a împărți o pereche de electroni.

Principalul avantaj al teoriei Lewis este modul în care extinde numărul de acizi și, prin urmare, numărul acțiunilor de bază ale acizilor. . În teoria lui Lewis, un acid este orice ion sau moleculă care poate accepta o pereche de electroni de valență fără legătură. În secțiunea anterioară, am concluzionat că ionii Al3 + formează legături la șase molecule de apă pentru a da un ion complex.

Al3 + (aq) + 6 H2O (l) Al (H2O) 63 + (aq)

Acesta este un exemplu de reacție acid-bază Lewis. Structura Lewis a apei sugerează că această moleculă are perechi nelegate de electroni de valență și, prin urmare, poate acționa ca o bază Lewis. prin molecule de apă învecinate.

Al3 + = 3s0 3p03d0

Astfel, ionul Al (H2O) 63+ se formează atunci când un ion Al3 + care acționează ca un acid Lewis preia șase perechi de electroni din vecinii molecule de apă care acționează ca baze Lewis pentru a da un complex acid-bazic sau ten. BF3 este o moleculă trigonal-plană deoarece electronii pot fi găsiți în doar trei locuri în învelișul de valență al atomului de bor. Drept urmare, atomul de bor este hibridizat sp2, ceea ce lasă un atom de bor gol 2pzorbital. Prin urmare, BF3 poate acționa ca un acceptor de perechi de electroni sau acid Lewis. Poate folosi 2pzorbitalul gol pentru a ridica o pereche de electroni nelegați de la o bază Lewis pentru a forma o legătură covalentă. Prin urmare, BF3 reacționează cu baze Lewis, cum ar fi NH3, pentru a forma complexe acido-bazice în care toți atomii au o coajă plină de electroni de valență, așa cum se arată în figura de mai jos.

Teoria acid-bazică Lewis poate fi utilizată și pentru a explica oxizii whynonmetal, cum ar fi CO2 dizolvat în apă, formacizi, cum ar fi ca acid carbonic H2CO3.

CO2 (g) + H2O (l) H2CO3 (aq)

În cursul acestei reacții , molecula de apă acționează ca un donator de perechi de electroni sau bază Lewis. Acceptorul de perechi de electroni este atomul de carbon în CO2. Când atomul de carbon preia o pereche de electroni din molecula de apă, nu mai trebuie să formeze legături duble cu ambii ceilalți atomi de oxigen așa cum se arată în figura de mai jos

Unul dintre atomii de oxigen din intermediarul format atunci când se adaugă apă la CO2 poartă o sarcină pozitivă; altul poartă o sarcină negativă. După ce un ion H + a fost transferat de la unul dintre acești atomi de oxigen la celălalt, toți atomii de oxigen din compus sunt electric neutri. Rezultatul net al reacției dintre CO2 și apă este, prin urmare, acid carbonic, H2CO3.