TEORÍA DE ÁCIDO-BASE DE RALPH PEARSON

En 1965 Ralph Pearson introdujo la teoría de ácido-base duros y blandos. Esta teoría propone un método empírico para predecir la dirección en que ocurren las reacciones químicas, clasificando los ácidos y bases de Lewis en duros y blandos.

Base: es una especie que posee una carga negativa o un par de electrones. (aniones)

Base dura:

Son especies de alta electronegatividad como fluoruro, oxido, hidróxido, nitrato, fosfato, carbonato, etc. Es un ligante pequeño y muy electronegativo, cuya densidad electrónica se polariza difícilmente.

Base blanda:

Son iones grandes que se polarizan con facilidad, tienen baja densidad de carga por lo que forman enlaces covalentes como la fosfina o el ion yoduro.

BASES DURAS

F-, OH-, NO3-, O2-,

CO32-, SO42-, PO43-, ClO4-, H2O, NH3

BASES MEDIAS

Br-, NO2-, SO32-,

N3-, SCN-, N2,

C6H5N, BBr3

BASES BLANDAS

H-, CN-, I-, SCN-,

CO, PR3, SR2, S2-

C6H5-

Ácido: es una especie que posee carga positiva o que acepta un par de electrones. (cationes)

Ácido duro:

Es casi cualquier ion metálico de la tabla periódica. Se caracterizan por ser cationes pequeños, de baja electronegatividad, alta carga, y baja polarizabilidad como los alcalinos, alcalinotérreos ligeros.

Ácido blando:

Son iones metálicos con baja o nula densidad de carga. Son de gran tamaño y generalmente son poco electronegativos. Se polarizan con facilidad y por tanto tienden a formar enlaces covalentes.

ACIDOS DUROS H+, Li+, Na+, K+, Be2+, Mg2+, Ca2+,

Cr2+, Cr3+, Al3+,

SO3, BF3

ACIDOS MEDIOS

Fe2+, Co2+, Ni2+,

Cu2+, Zn2+, Pb2+,

SO2, BBr3

ACIDOS BLANDOS

Cu+, Au+, Ag+, Tl+, Hg+, Pd2+, Cd2+, Pt2+, Hg2+ , BH3

CARACTERÍSTICAS GENERALES.

Ácidos Y bases duros, tienden a ser pequeños y ligeramente polarizables

Ácidos y bases blandos suelen ser más grandes y más polarizables. El ácido más duro es el hidrógeno y la base más blanda es el yodo.

PRINCIPIO DE PEARSON.

“Los ácidos duros prefieren unirse a las bases duras, en tanto que los ácidos blandos a las bases blandas.”

En 1983 la definición cualitativa de la teoría de Pearson se convirtió en una cuantitativa usando la idea de la polarizabilidad

La carga es otro elemento importante para esta clasificación de modo que:

Los ácidos duros tienen altas cargas en volúmenes pequeños y

Los ácidos blandos tienen bajas cargas en volúmenes grandes.

Las bases duras tienen bajas cargas en volúmenes pequeños y

Las bases blandas tienen altas cargas en volúmenes grandes.

ELECTROATRACTORES Y ELECTRODONADORES

Los átomos y los grupos funcionales se pueden clasificar como electrodonadores o electroatractores de acuerdo a su capacidad de ceder o aceptar electrones. Los efectos inductivo y de resonancia de muchos grupos pueden presentarse de manera similar ya que un sustituyente que es electroatractor en el efecto inductivo también puede serlo cuando hay efecto de resonancia y viceversa.

En términos del efecto inductivo, algunos ejemplos de los electrodonadores pueden ser los grupos –O−, -CH3, -CO2. Por otro lado, la mayoría de los heterotermos presentes en los compuestos orgánicos son más electronegativos que el carbono y por lo tanto, poseen un efecto inductivo electroatractor. Algunos grupos sustituyentes, con propiedades electroatractoras son: -F, -Cl, -OR, -OH, -CO2H, etc.

Los efectos de resonancia se miden de manera similar, sólo que, para este tipo de efecto, cambia la clasificación de algunos de los sustituyentes respecto a la que se presenta para el efecto inductivo. Por ejemplo grupos como -F, -Cl, -O, CH3, OR, OH, SR, etc.; se clasifican como electrodonadores. Mientras los electroatractores pueden ser CN, NO2, SO2, etc.

NUCLÉOFILOS Y ELECTRÓFILOS

Los reactivos nucleofílicos o nucleófilos (del griego, “que aman los núcleos”) son moléculas cargadas negativamente (aniones) o moléculas neutras que tienen pares de electrones no compartidos y pueden cederlos a átomos deficientes de electrones.

Atacan a partes de molécula con deficiencia de electrones.

Buenos nucleófilos son aquellos compuestos que son buenos dadores de electrones. Normalmente, la base conjugada de un nucleófilo es más nucleofílica que su ácido conjugado.

La nucleofília disminuye de izquierda a derecha en la tabla periódica.

Los reactivos electrofílicos o electrófilos (del griego, amante de electrones) son moléculas cargadas positivamente (iones), moléculas neutras con átomos sin el octeto completo (ácidos de Lewis) o con enlaces muy polarizados, y por lo tanto, aceptan electrones del sustrato.

Atacan a zonas con alta densidad electrónica (dobles o triples enlaces).

La diferencia electrófilo/ácido de Lewis o nucleófilo/base de Lewis se basa en conceptos cinéticos y termodinámicos

Acidez y basicidad son conceptos termodinámicos: cuando se afirma que una base es fuerte se entiende que, en la reacción con ácidos, el equilibrio está desplazado hacia la derecha.

Electrofilia y nucleofilia son conceptos cinéticos: un buen nucleófilo es una especie química que reacciona rápidamente con electrófilos.

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