בתגובת חומצה בסיסית לואיס, החומצה מקבלת אלקטרונים, ואילו הבסיס תורם אלקטרונים. השקפה זו של חומצות ובסיסים מאפשרת לכימאים להבין טוב יותר את התנהגותם של חומרים שאינם מתאימים לתצוגה הקלאסית של חומצות ובסיסים. באופן מסורתי, חומצות הן חומרים היוצרים יוני מימן (H+) בתמיסת מים, ואילו בסיסים יוצרים יוני הידרוקסיד (OH). תפיסה כללית יותר היא שחומצות תורמות פרוטונים, ה- H+ ואילו בסיסים מקבלים פרוטונים. הגדרת לואיס רחבה יותר מהסבר זה בכך שהיא עוסקת במקרים בהם אין יון מימן. מודל כזה חשוב בתגובות ביולוגיות כמו אלה הכרוכות בברזל ובהמוגלובין, שם לא מועבר שום פרוטון. ניתן לתאר תגובות אלה באמצעות הגדרות התגובה של חומצה-בסיס לואיס.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
תגובה של חומצה-בסיס לואיס כוללת העברת אלקטרונים מהבסיס לחומצה, וכתוצאה מכך נוצר קשר קוולנטי חדש. דרך לואיס להסתכל על חומצות ובסיסים כמקבלים אלקטרונים ותורמים היא רחבה יותר מהמסורתית יון מימן או שיטה מבוססת פרוטון והיא שימושית בתיאור תגובות בהן אין פרוטון לְהַעֲבִיר.
תיאור לואיס של תגובות חומצה בסיסיות מסורתיות
בתגובות הקשורות לחומצות ובסיסים נפוצים, השקפת לואיס על התגובה שונה מהתיאורים המסורתיים של ארניוס וברונסטד-לורי, אך התוצאות זהות. לדוגמא, כאשר חומצה הידרוכלורית (HCl) מגיבה עם בסיס הנתרן הידרוקסיד (NaOH), שניהם מתנתקים במים ויוצרים H
+, קל-, נא+ ו- OH- יונים. ה- H+ ו- OH- יונים של חומצות ובסיסים תמיד מתאחדים ויוצרים H2O, ובמקרה זה, יוני הנתרן והכלור יוצרים נתרן כלורי או מלח שולחן נפוץ, שנשאר בתמיסה.דרך נוספת להסתכל על תגובות חומצה-בסיסית היא שהחומצה מספקת תמיד פרוטון, ה- יון מימן, בעוד שהבסיס מקבל תמיד פרוטון דרך יון ההידרוקסיד, השניים משתלבים יוצרים מים. לכן, חומצה היא כל חומר שהוא תורם פרוטון, ובסיס הוא כל חומר המקבל פרוטון.
השקפת לואיס על התגובה מתמקדת באלקטרונים. כאשר HCl מתנתק ליונים, יון המימן מאבד אלקטרון ליון הכלור. כאשר NaOH מתנתק, יון ההידרוקסיד צובר אלקטרון מיון הנתרן. יון ההידרוקסיד מורכב מאטום חמצן עם שישה אלקטרונים בקליפת האלקטרונים החיצונית שלו ואטום מימן עם אלקטרון אחד. יש לו אלקטרון יון הידרוקסיד נוסף עבור סך של שמונה אלקטרונים הזמינים לקשר כימי. שניים מהם משותפים עם אטום המימן בקשר קוולנטי ואילו ששת האחרים הם זוגות לא קשורים. בראיית לואיס, יון ההידרוקסיד תורם זוג אלקטרונים ליון המימן ליצירת קשר קוולנטי שני, המייצר מולקולת מים. לתגובות בסיס של חומצה לואיס, חומצה היא כל חומר שמקבל אלקטרונים ואילו בסיס תורם אלקטרונים.
תגובות לבסיס חומצה שאינן פרוטון
ההגדרה מבוססת האלקטרונים של לואיס של חומצות ובסיסים רחבה ומאפשרת תיאור של תגובות בהן אין פרוטון. לדוגמא, בור טריפלואוריד (BF3) ואמוניה (NH3), להגיב ליצירת טריפלואוריד אמוניה-בורון, [B (NH3) F3]. בורון טריפלואוריד הוא חומצת לואיס המקבלת זוג אלקטרונים מאמוניה, בסיס לואיס. לאמוניה יש זוג אלקטרונים שאינם קשורים שהיא תורמת וכי אטום הבורון מקבל ליצירת קשר קוולנטי.
תגובות אחרות של חומצת לואיס אחרות כוללות יוני מתכות של ברזל, מגנזיום ואבץ, החשובים בתגובות כימיות ביולוגיות רבות. תגובות כאלה אינן כרוכות בהעברת פרוטון אך ניתן לתארן כתגובות בסיס חומציות תוך שימוש בהגדרות לואיס.
