Teoria àcid-base de Lewis

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

La teoria àcid-base de Brønsted-Lowry no és suficientment àmplia per comprendre tots els casos de comportament àcid o bàsic de les substàncies, ja que es limitat a les reaccions amb intercanvi de protons. Hi ha substàncies que no tenen hidrogen i tenen comportament àcid, per exemple el diòxid de carboni, CO2, o el triòxid de sofre, SO3, es comporten com àcids, car en presència d'òxids bàsics, com ara l'òxid de calci, CaO, o l'òxid de sodi, Na2O, en absència de dissolvent i, per tant, sense transferència de protons, reaccionen per a formar sals, el carbonat de sodi, CaCO3 o el sulfat de sodi, Na2SO4,per exemple. Les reaccions podem representar-les amb les següents equacions químiques:

CO2 + CaO és en equilibri amb CaCO3 SO3 + Na2O és en equilibri amb Na2SO4

De la mateixa manera la reacció entre el clorur de tionil, Cl2SO, i el sulfit de potassi, K2SO3, dissolts en diòxid de sofre líquid reaccionen segons l'equació:

2 Cl- + SO2+ + SO32- + 2 K+ és en equilibri amb 2 Cl- + 2 K+ + 2 SO2

que tampoc inclou protòlisi, és a la reacció en dissolució aquosa entre l'àcid clorhídric, HCl, i l'hidròxid de sodi, NaOH, que sí es pot explicar amb la teoria de Brønsted-Lowry:

Cl- + H3O+ + Na+ + OH- és en equilibri amb Cl- + Na+ + 2 H2O

Aquestes reaccions impliquen la cessió parcial, mitjançant enllaç covalent datiu, d'una parella d'electrons d'un àtom d'oxigen a un altre àtom.

Aquests fet varen dur a Gilbert Newton Lewis a enunuciar l'any 1923[1] i a desenvolupar l'any 1938 un teoria més general d'àcid i bases, en la qual són definits així:

  • Un àcid és tota substància, molecular o iònica, que pot acceptar una parella d'electrons.
  • Una base és tota substància que pot cedir una parella d'electrons.

Segons aquestes definicions els àcids han de tenir àtoms que no tenguin complet l'octet d'electrons, mentre que les bases han de tenir electrons no compartits. La unió d'un àcid amb una base es produeix per formació d'un enllaç covalent datiu, és a dir, els dos electrons que formen l'enllaç provenen ambdós d'un àtom. Es pot representar amb l'equació:

Equilibri àcid-base

La major o menor electronegativitat d'algun dels àtoms en un compost determina el seu caràcter àcid o bàsic. L'afinitat pels electrons d'un àtom combinat es coneix com electrofilia i, inversament, la tendència a cedir electrons es coneix com nucleofilia. Un compost pot imaginar-se format per la combinació d'un radical electròfil amb un radical nucleòfil i les reaccions poden suposar-se produïdes pel desplaçament d'un radical elctròfil o nucleòfil dèbil per un altre de més fort. Aquests conceptes permeten l'explicació de moltes reaccions orgàniques.

La teoria de Lewis elimina la posició única del protó en la teoria de Brønsted-Lowry però els àcids en aquesta teoria no ho són en la de Lewis, que assigna aquest caràcter al protó. Així en la teoria de Lewis l'àcid clorhídric, és la combinació dela base Cl- amb l'àcid H+ i quan reacciona amb l'aigua, que és una base, es produeix un desplaçament de la base Cl-, més dèbil, perla base més forta H2O.[2]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Lewis, G.N.. Valence and the Structure of Molecules (en anglès). Nova York: The Chemical Catalogue Co., 1923. 
  2. Babor, J.A.; Ibarz, J. Química General Moderna. 8ena (en castellà). Barcelona: Marín, 1979. ISBN 84-7102-997-9.