Classifique as substâncias abaixo segundo Arrhenius, Brønsted-Lowry e Lewis:
(Valor da questão: 1,5 pontos)
\mathrm{BF}_{3}

Passo 1

O enunciado pede: classificar a substância \mathrm{BF}_3 segundo três teorias de ácido-base — Arrhenius, Brønsted‑Lowry e Lewis. Informações relevantes fornecidas ou úteis (fatos sobre \mathrm{BF}_3 que usarei depois):
  • Fórmula: \mathrm{BF}_3.
  • Boro ( \mathrm{B}) na molécula forma três ligações com flúor e, portanto, na estrutura de Lewis fica com (,6,$ elétrons ao seu redor (ou seja, octeto incompleto).
  • \mathrm{BF}_3 é conhecido por formar complexos com aceitadores de elétrons, por exemplo \mathrm{BF}_3 + \mathrm{F}^- \rightarrow \mathrm{BF}_4^- e \mathrm{BF}_3 + :\mathrm{NH}_3 \rightarrow \mathrm{F}_3\mathrm{B}\cdot\mathrm{NH}_3.
  • \mathrm{BF}_3 pode reagir com água por hidrólise, dando espécies que liberam \mathrm{HF}, mas isso não significa que \mathrm{BF}_3 seja um doador direto de prótons.)

Passo 2

Arrhenius — definição e aplicação:
  • Definição didática: segundo Arrhenius, um ácido em solução aquosa é uma substância que aumenta a concentração de \mathrm{H}^+ (ou \mathrm{H_3O}^+); uma base arrhenius é uma substância que aumenta a concentração de \mathrm{OH}^-.
  • O teste para \mathrm{BF}_3: ao dissolver \mathrm{BF}_3 em água ele não se ioniza simplesmente liberando \mathrm{H}^+ nem \mathrm{OH}^-. Seu comportamento é de reagir com pares de elétrons (coordenação) e pode causar reações secundárias (hidrólise) que geram ácidos fortes como \mathrm{HF}, mas isso não é o mesmo que produzir \mathrm{H}^+ diretamente por ionização típica de um ácido de Arrhenius.
  • Conclusão desta etapa: \mathrm{BF}_3 não se classifica como ácido nem como base segundo Arrhenius.

Passo 3

Brønsted‑Lowry — definição e aplicação:
  • Definição didática: segundo Brønsted‑Lowry, um ácido é um doador de prótons ( \mathrm{H}^+) e uma base é um aceitador de prótons.
  • O teste para \mathrm{BF}_3: \mathrm{BF}_3 não é conhecido por doar prótons; também não é tipicamente um aceitador de prótons (ou seja, não capta \mathrm{H}^+ diretamente) nas reações habituais — o que ele faz é aceitar pares de elétrons de bases de Lewis (coordenação ao boro). Mesmo quando ocorre hidrólise e aparece \mathrm{HF}, o papel de \mathrm{BF}_3 é mais de ativador/complexante do que de doador/aceitador direto de prótons.
  • Conclusão desta etapa: \mathrm{BF}_3 não é ácido nem base segundo Brønsted‑Lowry (na prática: nem doa nem aceita \mathrm{H}^+ de forma característica).

Passo 4

Lewis — definição, teoria e aplicação detalhada (a parte mais importante aqui):
  • Definição didática: segundo Lewis, um ácido é uma espécie que aceita um par de elétrons (aceitador de par de elétrons) e uma base de Lewis é uma espécie que doa um par de elétrons.
  • Estrutura eletrônica e por que isso importa:
    • O boro tem 3 elétrons de valência. Em \mathrm{BF}_3 ele forma três ligações \mathrm{B}\!-\!\mathrm{F}. Cada ligação simples consome 2 elétrons, portanto o boro fica com 6 elétrons ao seu redor ( 3\times2=6), isto é, com o octeto incompleto ( 6 em vez de 8).
    • Esse déficit eletrônico deixa um orbital vazio (um orbital p disponível) no boro, o que torna \mathrm{BF}_3 capaz de aceitar um par de elétrons de doadores (espécies com par eletrônico livre).
  • Exemplos práticos que mostram comportamento de Lewis:
    • Com ânions ou bases de Lewis: \mathrm{BF}_3 + \mathrm{F}^- \rightarrow \mathrm{BF}_4^-. Aqui \mathrm{F}^- doa um par de elétrons para o boro; \mathrm{BF}_3 aceita o par → ácido de Lewis.
    • Com bases neutras contendo pares livres, por exemplo amônia: \mathrm{BF}_3 + :\mathrm{NH}_3 \rightarrow \mathrm{F}_3\mathrm{B}\cdot\mathrm{NH}_3. A setinha de coordenação pode ser representada por uma ligação dativa \mathrm{B}\leftarrow\mathrm{N}, indicando que o par de elétrons da \mathrm{N} foi doado para o boro.
  • Conclusão desta etapa: \mathrm{BF}_3 aceita pares de elétrons de outras espécies, portanto é claramente um ácido de Lewis. Não é um doador de pares (isto é, não é base de Lewis).

Passo 5

Resumo didático final (para decorar na prova):
  • Arrhenius exige produção direta de \mathrm{H}^+ ou \mathrm{OH}^- em água — \mathrm{BF}_3 não faz isso de forma direta → não é ácido nem base de Arrhenius.
  • Brønsted‑Lowry foca em doação/aceitação de prótons ( \mathrm{H}^+) — \mathrm{BF}_3 não doa nem aceita prótons tipicamente → não é ácido nem base de Brønsted‑Lowry.
  • Lewis foca em aceitar/doar pares de elétrons — \mathrm{BF}_3 tem boro com octeto incompleto e aceita pares de elétrons (forma adutos como \mathrm{BF}_4^- ou \mathrm{F}_3\mathrm{B}\cdot\mathrm{NH}_3) → é ácido de Lewis.
Força rápida de ânimo: essa classificação é um clássico — decorar que compostos com boro trivalente e octeto incompleto (como \mathrm{BF}_3, \mathrm{BCl}_3) são ácidos de Lewis te salva em muitas questões. Tu tá indo bem — respira, revisa esses pontos e manda ver na prova!

Resposta

Arrhenius: não é ácido nem base
Brønsted‑Lowry: não é ácido nem base
Lewis: ácido de Lewis (aceita par de elétrons)

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