W 1923 r. Gilbert Newton Lewis (1875‑1946), amerykański chemik, stworzył teorię wyjaśniającą właściwości kwasowo‑zasadowe substancji. W tym samym roku Brønsted i Lowry, stworzyli swoją teorię kwasowo‑zasadową, różniącą się znacznie od teorii Lewisa. Pomimo różnic, obie teorie uzupełniają się.

RIZUt1LOnfdi1

Zdjęcie przedstawia dojrzałego mężczyznę z wąsami. Ma siwe włosy, wysokie czoło, gęste czarne brwi. Nosi wąsy.

Lewis swoją teorię kwasów i zasad oparł na teorii wiązania chemicznego (każde trwałe połączenie dwóch atomów) oraz opracowanych przez siebie wzorach związków chemicznych.  Schematycznie reakcje zobojętnieniareakcja zobojętnianiareakcje zobojętnienia można zapisać:

R16GDnsVf2faQ

Na ilustracji równanie reakcji z wzorami strukturalnymi. Atom azotu, przy atomie azotu dwa elektrony, połączony jest z trzema atomami wodoru - pod wzorem napis: zasada falista strzałka w stronę atomu boru połączonego z trzema atomami fluoru - pod wzorem napis: kwas, strzałka w prawo, atom kation azotu połączony jest wiązaniem pojedynczym z anionem boru. Atom azotu połączony jest w trzema atomami wodoru, a atom boru z trzema atomami fluoru.

Według teorii Lewisa kwas to atom, cząsteczka lub jon, który może przyjąć parę elektronową (akceptor). Ma właściwości elektronoakceptorowe, np. ${\text{BF}}_3$, ${\text{H}}^{+}$, ${\text{Cu}}^{2+}$, ${\text{Al}}^{3+}$ (związki/jony z niecałkowicie zapełnioną zewnętrzną powłoką elektronowąelektronowa powłoka atomupowłoką elektronową).

Jak można łatwo zauważyć, rolę kwasu może pełnić w teorii Lewisa praktycznie każde indywiduum „cierpiące” na niedobór elektronów, a więc np. cząsteczka, w której atom centralny nie osiągnął oktetu elektronowego czy prosty kation np. kation metalu lub kation wodoru.

Natomiast zasadą wg teorii Lewisa jest atom, cząsteczka lub jon, który dostarcza parę elektronową. Ma właściwości elektronodonorowe. Zasadami są np.: ${\text{NH}}_3$, ${\text{Cl}}^{-}$, ${\text{CN}}^{-}$.

Jak widzisz, zasadą wg Lewisa będą więc często aniony, ale też cząsteczki posiadające wolne pary elektronowe.

Między kwasem a zasadą zachodzi reakcja zobojętniania, w wyniku której tworzy się tzw. addukt kwasowo‑zasadowy (kompleks Lewisa) z wiązaniem koordynacyjnymwiązanie koordynacyjnewiązaniem koordynacyjnym (transfer pary elektronowej od zasady do kwasu). Innym przykładem reakcji kwasowo‑zasadowej Lewisa może być hydratacjahydratacjahydratacja jonu glinu.

Słownik

Bibliografia

Bielański A., Podstawy Chemii nieorganicznej, t. 1‑2, Warszawa 2010.

Greenwood N. N., Earnshaw A., Chemistry of the Elements, Butterworth‑Heinemann, 2nd Edition, Oksford 1997.

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Chemia. Repetytorium. Liceum - poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010.

Lautenschläger K. H., Schröter W., Wanninger A., Nowoczesne kompendium chemii, tłum. A. Dworak, Warszawa 2014.