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

RIZUt1LOnfdi1
Gilbert Newton Lewis
Źródło: dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, domena publiczna.
bg‑gold

Teoria elektronowa Lewisa

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:

kwas + zasada = addukt kwasowo‑zasadowy
R16GDnsVf2faQ
Schemat przebiegu reakcji otrzymywania trójfluorku boru amoniaku – zgodnie z teorią Lewisa adduktu kwasowo-zasadowego.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Według teorii Lewisa kwas to atom, cząsteczka lub jon, który może przyjąć parę elektronową (akceptor). Ma właściwości elektronoakceptorowe, np. BF 3 , H + , Cu 2 + , 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.: NH 3 , Cl , 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.

Al3++6 H2OAlH2O63+
RWETfrwYtpKlj1
Reakcja jonu metalu z wodą z utworzeniem uwodnionego jonu metalu jest przykładem reakcji kwasowo-zasadowej Lewisa.
Źródło: dostępny w internecie: chem.libretexts.org, licencja: CC BY-NC-SA 3.0.
Polecenie 1

Zapoznaj się z poniższym filmem, a następnie rozwiąż zadania.

RUlPDWPRVR0UK1
Film nawiązujący do treści materiału - odpowiada na pytanie, czym jest kwas, a czym zasada.
Ćwiczenie 1

Wskaż, które z poniższych cząsteczek mogą pełnić rolę kwasu w reakcjach kwasowo‑zasadowych wg teorii Lewisa.

R1b2CWpBYSdid
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 1
REcQkqQFT8WwK
(Uzupełnij).
RbmGWtMYMxAiD
Ćwiczenie 2
Poniżej wymieniono cztery drobiny (cząsteczki lub jony) mogące pełnić w reakcjach kwasowo‑zasadowych funkcje kwasów. Właściwości kwasowe której z drobin tłumaczy teoria kwasów i zasad Lewisa, a nie są w stanie wyjaśnić teorie Bronsteda i Lowry’ego oraz Arrheniusa? Możliwe odpowiedzi: 1. F e indeks górny, trzy, plus, koniec indeksu górnego, 2. H N O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, 3. H P O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego, indeks górny, minus, koniec indeksu górnego, 4. H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O
bg‑blue

Notatnik

R17TY7A3VUjRk
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
reakcja zobojętniania
reakcja zobojętniania

neutralizacja; reakcja chemiczna między kwasem a zasadą. Jej produktami są woda i sól lub związek kompleksowy — połączenia niewykazujące właściwości ani kwasu, ani zasady

elektronowa powłoka atomu
elektronowa powłoka atomu

elektrony atomu, które w stanie podstawowym (poziom energetyczny) i przy założeniu występowania tylko centralnego pola jądra atomu wykazują taką samą energię, oznaczoną główną liczbą kwantową

wiązanie koordynacyjne
wiązanie koordynacyjne

specjalny typ wiązania kowalencyjnego, w którym uwspólniana przez dwa atomy para elektronowa formalnie pochodzi w całości od jednego z atomów - donora, który udostępnia ją do tworzenia wiązania dla atomu akceptora

hydratacja
hydratacja

(gr. hýdōr „woda”) uwodnienie; przyłączanie cząsteczek wody do cząsteczek innych substancji lub jonów, które przebiega w wyniku oddziaływań międzycząsteczkokwych lub w wyniku tworzenia wiązań chemicznych