- Explique, com exemplos, como o conceito de ácido-base de Lewis amplia a definição tradicional de Brønsted-Lowry.
Passo 1
O enunciado pede para eu explicar, com exemplos, como o conceito de ácido-base de Lewis amplia a definição tradicional de Brønsted–Lowry.
Informações/condições dadas: nenhuma equação específica foi fornecida — devo dar definições, exemplos e comparação entre as duas teorias.
Informações/condições dadas: nenhuma equação específica foi fornecida — devo dar definições, exemplos e comparação entre as duas teorias.
Passo 2
Definição e entendimento da definição tradicional (Brønsted–Lowry).
Um ácido de Brønsted–Lowry é uma espécie que doa um próton ( ). Uma base de Brønsted–Lowry é uma espécie que aceita um próton (
).
Exemplo clássico e bem explícito: a reação entre e
:
Um ácido de Brønsted–Lowry é uma espécie que doa um próton (
Exemplo clássico e bem explícito: a reação entre
Aqui
doa um próton para a água, então
é ácido e
é base. Expliquei o que significa doar/aceitar próton: há transferência real de
. Isso é o núcleo da definição de Brønsted–Lowry.
Passo 3
Definição de Lewis (a versão mais ampla).
Um ácido de Lewis é uma espécie que aceita um par de elétrons. Uma base de Lewis é uma espécie que doa um par de elétrons.
Importante: aqui não aparece explicitamente . O foco é fluxo de pares de elétrons — formação de uma ligação coordenada (ou dadora-aceitadora de par de elétrons). Vou explicar o que é isso: quando uma espécie com um par de elétrons livres (lone pair) compartilha esse par com uma espécie que tem uma orbital vazia ou deficiência eletrônica, forma-se uma ligação coordenada — a base doa o par de elétrons; o ácido aceita.
Um ácido de Lewis é uma espécie que aceita um par de elétrons. Uma base de Lewis é uma espécie que doa um par de elétrons.
Importante: aqui não aparece explicitamente
Passo 4
Exemplo claro que mostra a diferença (caso onde Brønsted não classifica, mas Lewis sim).
Considere e
:
Considere
-
é deficiente em elétrons (boro tem orbital vazio) — aceita um par de elétrons. É um ácido de Lewis. -
tem um par livre no nitrogênio — doa esse par. É uma base de Lewis.
Não há transferência denessa reação, então a definição de Brønsted–Lowry não ajuda aqui, mas a definição de Lewis explica perfeitamente. Esse exemplo mostra diretamente por que Lewis é mais geral.
Passo 5
Mostrar que toda reação de Brønsted–Lowry também é uma reação de Lewis (hierarquia).
Quando um ácido doa um próton , quem aceita esse próton oferece um par de elétrons para ligá-lo — logo, o aceitador de próton está doando um par de elétrons ao
. Assim:
Quando um ácido doa um próton
-
é, por definição, um ácido de Lewis (aceita par de elétrons). - Quem aceita o próton (base de Brønsted) age como base de Lewis.
Exemplo: volto a. Ao formar , a água doa um par ao . Portanto toda reação Brønsted–Lowry pode ser vista também pela ótica de Lewis. Conclusão: o conjunto de ácidos/bases de Brønsted é um subconjunto do conjunto de ácidos/bases de Lewis.
Passo 6
Outros exemplos úteis (práticos para prova) de ácidos de Lewis que NÃO são áços de Brønsted:
-
e clivagens em reações de Friedel–Crafts: aceita pares de elétrons do cloreto acílico ou do eletrófilo gerando espécies ativadas; não há doação de na etapa de coordenação. - Cátions metálicos:
, , aceitam pares de elétrons de ligantes como ou para formar complexos. Exemplo:
Aqui
é ácido de Lewis,
base de Lewis. Não há protonação envolvida.
Passo 7
Exemplo simples com ânions e ácidos de Lewis:
Passo 8
Como pensar isso rápido na prova — um mini-roteiro prático:
- Procure se há transferência explícita de
. Se sim, é uma reação Brønsted–Lowry (e também Lewis). - Se não houver próton, procure pares livres (lone pairs) e orbitais vazios/deficiência eletrônica. Se houver doação de par para um orbital vazio, é reação ácido–base de Lewis.
- Lembre: todo ácido/base de Brønsted é também ácido/base de Lewis, mas muitos ácidos/bases de Lewis não aparecem na teoria de Brønsted.
Passo 9
Resumo conceitual final e dica mnemônica.
- Brønsted–Lowry: foco no próton (
); ácido = doa próton; base = aceita próton. - Lewis: foco em pares de elétrons; ácido = aceita par de elétrons; base = doa par de elétrons.
Dica para fixar: pense “Brønsted = próton” e “Lewis = elétrons”. Quando em dúvida, pergunte: há transferência de? Se não, ainda posso ter ácido/base se houver transferência de par de elétrons.
Resposta
O conceito de Lewis amplia Brønsted–Lowry porque define ácido como aceitador de par de elétrons e base como doador de par de elétrons, incluindo todas as reações de transferência de próton (que também envolvem doação/aceitação de par) e muitas outras onde não há
(ex.:
,
); assim, toda reação Brønsted é também Lewis, mas nem toda reação Lewis é Brønsted.