ÁCIDOS Y BASES

TEORÍA DE LEWIS

 
 

En 1923, G.N. Lewis propuso una definición de ácidos y bases más general que las anteriores. Esta nueva manera de entender los ácidos y las bases se centraba en la presencia o no de pares de electrones que se pudieran intercambiar para formar nuevos enlaces covalentes.

De acuerdo con Lewis:

ÁCIDO es toda especie química capaz de aceptar un par de electrones para formar un enlace covalente coordinado con una base.

BASE es toda especie química capaz de ceder un par de electrones para formar un enlace covalente coordinado con un ácido.

Un enlace covalente coordinado (o dativo) es aquel que se forma con un par de electrones que proceden de una sola especie química. En un enlace covalente normal, cada electrón del par compartido procede de una especie química diferente.

El ion fluoruo es una base de Lewis ya que posee un par de electrones que puede compartir. El trifluoruro de boro es un ácido de Lewis, ya que posee un átomo de boro deficiente electrónicamente (en su capa de valencia solo tiene 6 electrones, no tiene un octeto completo) capaz de aceptar un par de electrones. El resultado es un aducto ácido-base que está formado por el ácido y la base de Lewis unidos por un enlace covalente coordinado.

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AMPLIACIÓN DEL CONCEPTO DE ÁCIDO

Cuando vimos la teoría de Bronsted-Lowry indicamos que se había producido un cambio conceptual profundo en el concepto de base. Esto amplió enormemente el número de sustancias básicas, colocando al mismo nivel que los hidróxidos a cualquier sustancia capaz de aceptar un ion hidrógeno (por ejemplo cualquier ion negativo). Esto no ocurrió con los ácidos. Para Bronsted-Lowry las sustancias ácidas deberían seguir teniendo un átomo de hidrógeno ionizable.

Esta situación cambia con la teoría de ácidos y bases de Lewis. Para este autor, los ácidos que contienen hidrógeno son una de las muchas categorías de ácidos que pueden existir. De hecho, todos los ácidos de Bronsted-Lowry se pueden reducir al protón H+. Es realmente este ion el que confiere el carácter ácido a las sustancias en las que está presente. Además de estos ácidos hay otros muchos como, por ejemplo, el citado en el ejemplo anterior BF3: especies químicas que contienen un átomo deficiente electrónicamente. También muestran características ácidas los iones metálicos o los óxidos de los no metales.

El agua y el amoniaco son bases de Lewis porque tienen un par de electrones que pueden compartir. El protón es un ácido de Lewis porque es una especie química deficitaria en electrones. Los iones hidronio y amonio son ejemplos de aductos ácido-base.

Pero los iones metálicos (Ag+) o óxidos de no metales (SO3) no tienen hidrógenos ionizables (no son ácidos Bronsted-Lowry) y, sin embargo, sí muestran carácter ácido.

Los iones metálicos pueden formar complejos (aductos) a través de una reacción ácido-base con diferentes sustancias que poseen pares de electrones que pueden compartir:

El ion de plata es un ácido Lewis porque es deficiente electrónicamente. Por ello admitirá un par de electrones del amoniaco para formar un enlace covalente. El proceso anterior explica que los precipitados de plata se puedan disolver en presencia de amoniaco.

La formación de complejos entre iones metálicos y moléculas de agua es otro ejemplo de una reacción ácido-base. En el aducto formado, cada molécula de agua coloca un par de electrones en orbitales vacíos del nivel tres del ion aluminio (un orbital 3s, tres orbitales 3p y 2 orbitales 3d que después de hibridarse producen geometría octaédrica)

Al3+ + 6 H2O = Al(H2O)63+

Por su parte, los óxidos de no metales pueden actuar como ácidos de Lewis.

 

 

Ejemplo de ello es la reacción del dióxido de carbono con el agua para formar ácido carbónico. El dióxido de carbono actúa como ácido Lewis y el agua como base Lewis. El aducto formado es la molécula de ácido carbónico.

REACCIÓN ÁCIDO-BASE

Desde el punto de vista de Lewis, la mayoría de las reacciones ácido-base consisten en el ataque de una base o un ácido de Lewis a un aducto para formar un nuevo aducto y una nueva base o un nuevo ácido.

La típica reacción ácido-base de Bronsted-Lowry ha sido reinterpretada. Otros ejemplos son:

 

 

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