5.2 : Ácidos e Bases de Lewis

Esta lição aborda ácidos e bases de Lewis no contexto da regra do octeto para compostos com deficiência de elétrons. Aqui, o conceito é discutido, enfatizando os elementos do grupo 13 como boro ou alumínio. Como os elementos do grupo 13 possuem três elétrons de valência, eles formam compostos trivalentes com um sexteto de elétrons e um orbital vago para o átomo central. Consequentemente, esses compostos deficientes em elétrons aceitam elétrons de outras espécies para completar o seu octeto em uma reação química. Eles são chamados de ácidos de Lewis pela 'teoria generalizada de ácidos e bases' proposta por Gilbert N. Lewis.

A teoria de Lewis tratava de compostos que não estavam sob a definição de Brønsted. Ele propôs que os compostos deficientes em elétrons agem como um ácido de Lewis, onde seus octetos da camada de valência são completados em uma reação química. Portanto, um ácido de Lewis é a espécie que aceita um par de elétrons para formar uma nova ligação.

Em contraste, uma base de Lewis é definida como a espécie que doa um par de elétrons. Isso é elucidado usando o exemplo específico do cloreto de alumínio reagindo com amônia para formar um aduto ácido-base de Lewis. Aqui, o par de elétrons é transferido entre as espécies com cargas opostas para satisfazer o octeto. O conceito de ácidos e bases de Lewis é reiterado pela reação entre trifluoreto de boro, deficiente em elétrons, e amônia, rica em elétrons, conforme mostrado na Figura 1.

Figura 1. A reação entre o trifluoreto de boro e a amônia

Aqui, uma carga significativa é desenvolvida nas espécies. Como o centro do boro possui um orbital vazio que poderia aceitar um elétron, ele localiza uma carga positiva. Em contraste, o centro de nitrogênio na amônia acumula uma carga negativa devido à presença de um par de elétrons livres. Assim, quando eles interagem, o par de elétrons na camada de valência do nitrogênio é transferido para o átomo de boro em BF_3, indicado pela seta curva acima. Dessa forma, as cargas formais do boro e do nitrogênio estão equilibradas e, como resultado, o aduto ácido-base de Lewis não possui carga líquida.

A teoria de Lewis fornece um complemento à teoria de Brønsted que usa apenas a transferência de prótons para definir reações ácido-base, incorporando a transferência de um par solitário. Portanto, embora todos os ácidos de Brønsted-Lowry sejam ácidos próticos, os ácidos de Lewis podem ser próticos ou apróticos. Isso é delineado usando o exemplo do ácido clorídrico. O HCl é um ácido, de acordo com a definição de Brønsted-Lowry, dada a sua capacidade de doar um próton. Ele também é um ácido de Lewis, pois seu átomo de hidrogênio perde os elétrons compartilhados para o cloro, ao mesmo tempo que aceita o par de elétrons da amônia.