In una reazione acido-base di Lewis, l'acido accetta elettroni, mentre la base dona elettroni. Questa visione di acidi e basi permette ai chimici di comprendere meglio il comportamento di sostanze che non rientrano nella visione classica di acidi e basi. Tradizionalmente, gli acidi sono materiali che formano ioni idrogeno (H+) in una soluzione acquosa, mentre le basi formano ioni idrossido (OH). Una visione più generalizzata è che gli acidi donano protoni, l'H+ ione, mentre le basi accettano protoni. La definizione di Lewis è più ampia di questa spiegazione in quanto si occupa di casi in cui non c'è ione idrogeno. Tale modello è importante nelle reazioni biologiche come quelle che coinvolgono il ferro e l'emoglobina, dove non viene trasferito alcun protone. Queste reazioni possono essere descritte usando le definizioni della reazione acido-base di Lewis.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Una reazione acido-base di Lewis comporta un trasferimento di elettroni dalla base all'acido, determinando un nuovo legame covalente. Il modo in cui Lewis considera gli acidi e le basi come accettori e donatori di elettroni è più ampio di quello tradizionale metodo basato sugli ioni idrogeno o sui protoni ed è utile per descrivere reazioni in cui non c'è protone trasferimento.
La descrizione di Lewis delle reazioni acido-base tradizionali
Per le reazioni che coinvolgono acidi e basi comuni, la visione di Lewis della reazione differisce dalle tradizionali descrizioni di Arrhenius e Bronsted-Lowry, ma i risultati sono identici. Ad esempio, quando l'acido cloridrico (HCl) reagisce con la base idrossido di sodio (NaOH), entrambi si dissociano in acqua per formare H+, Cl-, N / A+ e OH- ioni. l'H+ e OH- ioni di acidi e basi si combinano sempre per formare H2O, e in questo caso gli ioni sodio e cloro formano cloruro di sodio o comune sale da cucina, che rimane in soluzione.
Un altro modo di considerare le reazioni acido-base è che l'acido fornisce sempre un protone, il ione idrogeno, mentre la base accetta sempre un protone tramite lo ione idrossido, i due si combinano a formare acqua. Pertanto, un acido è qualsiasi sostanza che è un donatore di protoni e una base è qualsiasi sostanza che accetta un protone.
La vista di Lewis della reazione si concentra sugli elettroni. Quando HCl si dissocia in ioni, lo ione idrogeno perde un elettrone rispetto allo ione cloro. Quando NaOH si dissocia, lo ione idrossido guadagna un elettrone dallo ione sodio. Lo ione idrossido è costituito da un atomo di ossigeno con sei elettroni nel suo guscio elettronico esterno e un atomo di idrogeno con un elettrone. Ha l'elettrone ione idrossido in più per un totale di otto elettroni disponibili per il legame chimico. Due di loro sono condivisi con l'atomo di idrogeno in un legame covalente mentre gli altri sei sono coppie non legate. Secondo Lewis, lo ione idrossido dona una coppia di elettroni allo ione idrogeno per formare un secondo legame covalente, producendo una molecola d'acqua. Per le reazioni acido-base di Lewis, un acido è qualsiasi sostanza che accetta elettroni mentre una base dona elettroni.
Reazioni acido-base non protoniche di Lewis
La definizione di acidi e basi basata sull'elettrone di Lewis è ampia e consente la descrizione di reazioni in cui non è presente alcun protone. Ad esempio, trifluoruro di boro (BF3) e ammoniaca (NH3), reagiscono per formare trifluoruro di ammoniaca-boro, [B(NH3)F3]. Il trifluoruro di boro è un acido di Lewis che accetta una coppia di elettroni dall'ammoniaca, una base di Lewis. L'ammoniaca ha una coppia di elettroni non legati che dona e che l'atomo di boro accetta per formare un legame covalente.
Altre reazioni acido-base di Lewis coinvolgono gli ioni metallici di ferro, magnesio e zinco, che sono importanti in molte reazioni chimiche biologiche. Tali reazioni non comportano il trasferimento di protoni ma possono essere descritte come reazioni acido-base utilizzando le definizioni di Lewis.