Ácidos e Bases de Lewis

O modelo Brønsted-Lowry define ácidos e bases em termos de prótons, onde os ácidos são dadores de prótons, e as bases são aceitadoras de prótons. Em contraste, o modelo Lewis define ácidos e bases em termos de pares de eletróns, onde estão os ácidos Lewis aceitadores de pares de eletróns, e bases Lewis que são dadores de pares de eletróns. Num ácido Brønsted, como o ácido acético, o hidrogénio também pode agir como um ácido Lewis porque tem um orbital vazio para aceitar eletróns doados a partir de uma base, como a água, agindo como uma base de Lewis.

A vantagem do modelo Lewis é que permite aos cientistas classificarem um maior número de compostos como ácidos incluindo os que não o fazem têm prótons ionizáveis. Por exemplo, o trifluoreto de boro não pode ser classificado como um ácido pelo modelo Brønsted-Lowry porque não contém hidrogénio. No entanto, o trifluoreto de boro possui um octeto incompleto com um orbital vazio que pode aceitar um eletrón de uma base Lewis, como o amoníaco, e, portanto, pode agir como um ácido Lewis.

O produto resultante formado por tais reações à base de ácido de Lewis chama-se um aduto ácido-base de Lewis. Algumas moléculas, como o dióxido de carbono, podem reordenar os seus eletróns para atuar como ácido de Lewis. Por exemplo, na reação entre a água e o dióxido de carbono, um par de eletróns move-se da ligação pi de oxigénio-carbono para o oxigénio terminal do dióxido de carbono.

O vazio orbital resultante sobre o átomo de carbono permite que aceite o eletrón par a partir de uma molécula de água e aja como um ácido Lewis. Como a molécula da água doa o par de eletróns, atua como uma base de Lewis. Além disso, na reordenação, um próton é transferido do oxigénio da água para o oxigénio terminal do dióxido de carbono, resultando na formação do adutor de ácido carbónico.

Pequenos cátions metálicos, como Al podem readquirir pares de eletróns e atuam como ácidos de Lewis. Por exemplo, Al aceita pares solitários de eletróns da água e formam íons de hexaaquaalumínio. Aqui, as moléculas de água doam pares de eletróns e agem como uma base de Lewis.