Defina ácidos e bases segundo os conceitos de
Pearson.

Passo 1

O enunciado pede: “Defina ácidos e bases segundo os conceitos de Pearson.”\n
Informação disponível: apenas a solicitação de definição segundo Pearson (teoria HSAB).\n
Objetivo da resolução: dar uma definição clara, didática e com exemplos, de como Pearson classifica ácidos e bases e como usar essa classificação na prática.

Passo 2

Começando pelo básico (para não ficar perdido): Pearson parte da definição de Lewis: um ácido é uma espécie que aceita um par de elétrons e uma base é uma espécie que doa um par de elétrons. Pearson acrescenta uma classificação qualitativa sobre “que tipo” de ácido ou base cada espécie é. Ele introduz os termos duro (hard) e mole/soft (soft) para caracterizar ácidos e bases segundo propriedades físicas e eletrônicas. Vou explicar o que esses termos significam.

Passo 3

Qualitativamente, como distinguir duro de mole (soft)?\n
  • Uma espécie é dita \textit{dura} quando tem alta densidade de carga, pequeno raio, alta eletronegatividade relativa e baixa polarizabilidade. Essas espécies resistem a mudanças na distribuição eletrônica.\n
  • Uma espécie é dita \textit{mole} (soft) quando tem baixa densidade de carga, grande raio, menor eletronegatividade e alta polarizabilidade. São facilmente deformáveis eletronicamente.\n
    Explicando termos: polarizabilidade é a facilidade com que a nuvem eletrônica se distorce diante de um campo elétrico externo; densidade de carga é a carga por volume efetivo (espécies pequenas e muito carregadas têm alta densidade de carga).

Passo 4

Regras práticas intuitivas para classificar sem cálculo:\n
  • Cargas altas e pequenos raios \Rightarrow tendência a ser duro (ex.: altas cargas positivas como \mathrm{Al^{3+}}).\n
  • Raios grandes e cargas baixas \Rightarrow tendência a ser mole (ex.: metais pesados de baixa carga como \mathrm{Ag^+}, \mathrm{Hg^{2+}}).\n
  • Anions muito pequenos e fortemente eletronegativos (ex.: \mathrm{F^-}, \mathrm{OH^-}) são bases duras.\n
  • Ânions grandes, facilmente polarizáveis (ex.: \mathrm{I^-}, \mathrm{S^{2-}}) são bases moles.\n
    Isso já permite muita previsão em provas sem cálculo.

Passo 5

Princípio de Pearson (regra de compatibilidade):\n
  • Interações \textit{duro–duro} e \textit{mole–mole} são energeticamente favorecidas; ou seja, ácidos duros preferem bases duras, e ácidos moles preferem bases moles.\n
    Por que? Energia e natureza da ligação: duros interagem principalmente por caráter iônico/ Coulombiano (bom encaixe de cargas altas), enquanto moles formam ligações com maior componente covalente e bom acoplamento orbital (melhor sobreposição de orbitais polarizáveis).

Passo 6

Alguns exemplos concretos (úteis em prova; eu sempre memorizo listas curtas):\n
  • Ácidos duros: \mathrm{H^+}, \mathrm{Li^+}, \mathrm{Al^{3+}}, \mathrm{Fe^{3+}}, \mathrm{BF_3}.\n
  • Ácidos moles: \mathrm{Ag^+}, \mathrm{Cu^+}, \mathrm{Hg^{2+}}, \mathrm{Pt^{2+}}.\n
  • Bases duras: \mathrm{F^-}, \mathrm{OH^-}, \mathrm{H_2O}, \mathrm{NH_3}, \mathrm{RO^-}.\n
  • Bases moles: \mathrm{I^-}, \mathrm{S^{2-}}, \mathrm{PR_3}, \mathrm{R_2S}.\n
  • Espécies intermediárias (borderline): \mathrm{Cl^-}, \mathrm{Br^-}, \mathrm{CN^-} (usar cuidado: alguns autores colocam \mathrm{CN^-} como borderline/soft dependendo do contexto).\n
    Exemplo de previsão: \mathrm{Ag^+} + \mathrm{I^-} \to \mathrm{AgI(s)} é uma combinação mole–mole forte (precipita). Já \mathrm{Al^{3+}} liga fortemente com \mathrm{F^-} (duro–duro).

Passo 7

Uma versão mais quantitativa (útil se a prova pedir argumentos com energia): Pearson conectou o conceito com a teoria do funcional da densidade (DFT) usando os parâmetros química potencial \mu e dureza química \eta:\n
\eta = \frac{I - A}{2},\quad \mu = -\frac{I + A}{2}\n
onde I é o potencial de ionização e A a afinidade eletrônica. Interpretação: uma grande \eta indica espécie mais dura (resiste a ganhar/perder elétrons); uma pequena \eta indica espécie mais mole. Na prática de prova, raramente pedem cálculo numérico disso, mas a fórmula mostra que dureza está ligada a quão fácil é mudar o número de elétrons da espécie.

Passo 8

Como usar isso na prova — passo a passo simples:\n
  1. Identifique a espécie (carga, tamanho, elemento). 2) Avalie qualitativamente: pequeno + alta carga + eletronegatividade alta → duro; grande + baixa carga + altamente polarizável → mole. 3) Use a regra de compatibilidade (duro–duro ou mole–mole) para prever estabilidade de complexos, precipitação, ou preferência de reação. 4) Se tiver dados de I e A, compute \eta para apoiar seu argumento quantitativamente.\n
    Dica amiga: memorize umas 6–8 espécies típicas (3 duras, 3 moles, alguns borderline) que caem sempre nas provas — facilita muito.

Resposta

Segundo Pearson, ácidos e bases são classificados qualitativamente em “duros” (hard) e “moles/soft” (soft). Um ácido duro é uma espécie aceitadora de elétrons com alta densidade de carga, pequeno raio, baixa polarizabilidade e alta dureza química; um ácido mole é aceitador de elétrons com baixa densidade de carga, grande raio e alta polarizabilidade. Analogamente, uma base dura doa elétrons e tem pequena polarizabilidade (ex.: \mathrm{F^-}, \mathrm{OH^-}), enquanto uma base mole é altamente polarizável e doa elétrons de forma mais covalente (ex.: \mathrm{I^-}, \mathrm{S^{2-}}). A regra prática de Pearson: interações duro–duro e mole–mole são preferidas (são energeticamente mais estáveis).

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