Mostrar nas reações qual é o ácido de Lewis e qual a base:
As seguintes reações envolvem ácidos e bases de Lewis, identificar qual espécie é o acido, qual a base e predecir o produto:
(c) \mathrm{Cr}^{3+}{ }_{(\mathrm{aq})}+6 \mathrm{NH}_{3(\mathrm{aq})}

Passo 1

O enunciado dá a reação entre \mathrm{Cr}^{3+}_{(aq)} e 6\\ \mathrm{NH}_{3(aq)} e pede que eu: (a) identifique qual é o ácido de Lewis e qual é a base de Lewis e (b) preveja o produto formado. Informações relevantes fornecidas: a espécie metálica é \mathrm{Cr}^{3+} (íon cromo trivalente, em solução aquosa) e há seis moléculas de amônia \mathrm{NH_3}. Não há outros reagentes mencionados nem transferência de prótons no enunciado.

Passo 2

O que é um ácido de Lewis e o que é uma base de Lewis?
  • Definição: 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.
  • Explicação didática: pense na base de Lewis como alguém com um par de elétrons “livres” (um par isolado) que pode emprestar; pense no ácido de Lewis como alguém com “lugar vazio” (orbital vazio ou deficiência eletrônica) que quer receber esse par para formar uma ligação coordenada.
  • Exemplo curto e concreto: \mathrm{NH_3} tem um par de elétrons não ligantes no nitrogênio — isso a torna doadora (base de Lewis). Um íon metálico com carga positiva (como \mathrm{Cr}^{3+}) tem alta atração por elétrons — isso o torna aceitador (ácido de Lewis).

Passo 3

Aplicando as definições às espécies da reação:
  • \mathrm{NH_3}: cada molécula tem um átomo de nitrogênio com um par de elétrons não ligantes (par livre). Esse par pode ser doado para formar uma ligação coordenada. Portanto \mathrm{NH_3} é a base de Lewis.
  • \mathrm{Cr}^{3+}: é um cátion com alta densidade de carga e orbitais vazios capazes de aceitar pares de elétrons dos ligantes. Portanto \mathrm{Cr}^{3+} é o ácido de Lewis.

Passo 4

Como se forma o produto?
  • Ligação coordenada: cada \mathrm{NH_3} doa seu par livre ao \mathrm{Cr}^{3+}, formando uma ligação doadora-aceitadora (também chamada ligação dativa ou coordenada). Podemos representar a doação de um par de elétrons de uma amônia ao cromo por algo como :\mathrm{NH_3} \rightarrow \mathrm{Cr}^{3+} (seta indicando o par sendo doado).
  • Este processo se repete para as seis moléculas de \mathrm{NH_3}, dando um complexo com seis ligantes amínicos ao redor do íon Cr. A este tipo de complexo, com seis ligantes idênticos em volta de um metal, costuma corresponder uma geometria octaédrica (é a geometria típica para número de coordenação 6).
  • Como \mathrm{NH_3} é neutra, a carga do complexo é a mesma do metal inicial: +3.

Passo 5

Escrevendo a equação da formação do complexo (fórmula e balanço de carga):
\mathrm{Cr}^{3+} + 6\,\mathrm{NH_3} \longrightarrow [\mathrm{Cr(NH_3)_6}]^{3+}
  • Aqui o produto é o íon complexo hexaamminechromium(III). Cada \mathrm{NH_3} está ligada por uma ligação coordenada ao \mathrm{Cr}^{3+}.
  • Observação contextual útil para prova: em solução aquosa o íon cromo trivalente muitas vezes está inicialmente como [\mathrm{Cr(H_2O)_6}]^{3+}; a adição de \mathrm{NH_3} pode substituir moléculas de água ligadas ao metal por amônia, passo a passo, até formar o complexo hexaammine, mas o enunciado já dá a estequiometria 1:6.

Passo 6

Nome do complexo e características que podem aparecer em questões de prova:
  • Nome sistemático: hexaamminechromium(III) (em notação de nomes de complexos: hexaammine = seis ligantes amina; chromium(III) indica Cr no estado de oxidação +3).
  • Geometria esperada: octaédrica (número de coordenação 6).
  • Carga do complexo: +3 (porque os ligantes \mathrm{NH_3} são neutros).

Resposta

Ácido de Lewis: \mathrm{Cr}^{3+}
Base de Lewis: \mathrm{NH_3}
Produto previsto: [\mathrm{Cr(NH_3)_6}]^{3+} (hexaamminechromium(III))

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