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Certaines substances peuvent être classées comme acides de Lewis, d’autres peuvent être classées comme acides d’Arrhenius, et d’autres peuvent être classées comme acides de Brønsted–Lowry. Laquelle des figures suivantes décrit la relation entre ces différents termes de classification ?
Commençons par libérer de l’espace pour discuter de ces trois différents termes de classification des acides. Selon la classification d’Arrhénius, une substance est un acide si elle produit des ions H+ dans un milieu aqueux. Par exemple, lorsque le chlorure d’hydrogène se dissout dans l’eau, il s’ionise en ions H+ et Cl−. Cependant, les ions hydrogène se combinent rapidement avec les molécules d’eau pour former des ions hydronium, H3O+. Nous pouvons reconnaître que la formule chimique HCl aqueux représente l’acide chlorhydrique.
Une base d’Arrhénius est une substance qui produit des ions OH− dans un milieu aqueux. Par exemple, lorsque l’hydroxyde de sodium solide se dissout dans l’eau, il s’ionise en ions Na+ et OH−. Cependant, il existe des substances, comme l'ammoniac, qui agissent comme des bases, mais leurs molécules ne produisent pas directement d'ions OH−. Au lieu de cela, l’ammoniac accepte un ion H+ d’une autre molécule. Cela a conduit à la classification de Brønsted–Lowry, qui définit un acide comme un donneur d’ions H+ et une base comme un accepteur d’ions H+. Ainsi, dans la réaction avec l’ammoniac, l’eau agit comme un acide de Brønsted–Lowry.
Cependant, le concept de Brønsted–Lowry ne permet pas de classer des substances comme le borane, BH3. Lorsque le borane réagit avec l’ammoniac, il agit comme un acide, mais il ne produit ni ne donne d’ions H+. Des substances comme le borane sont pauvres en électrons et classées comme des acides de Lewis. Au cours de la réaction, le borane accepte un doublet d’électrons de l’ammoniac. Une nouvelle liaison covalente se forme entre les atomes d’azote et de bore, produisant une molécule appelée adduit. Dans la réaction, l’ammoniac agit comme une base de Lewis et donne un doublet d’électrons parce qu’il est riche en électrons.
Ainsi, nous pouvons définir un acide de Lewis comme une substance qui peut accepter un doublet non liant, formant une liaison. Et une base de Lewis est une substance qui peut donner un doublet non liant, formant une liaison. Ainsi, bien que la classification de Brønsted–Lowry englobe plus d’acides et de bases que la définition d’Arrhenius, la classification de Lewis des acides et des bases est encore plus large.
Maintenant, faisons revenir les choix de réponses à l’écran pour sélectionner la bonne réponse. Puisque la définition de Lewis d’un acide est la plus large, l’encadré représentant la classification de Lewis sur la figure devrait être le plus grand. Cela signifie que nous pouvons éliminer les choix de réponses (B), (C) et (E) car l’encadré de Lewis n’est pas le plus grand dans ces figures. Puisque nous savons également que la définition d’Arrhénius est la moins large, elle devrait avoir le plus petit encadré. Par conséquent, nous pouvons éliminer le choix de réponse (A) et sélectionner le choix de réponse (D) comme réponse correcte.
En conclusion, la figure qui décrit correctement la relation entre les classifications des acides de Lewis, Arrhenius et Brønsted–Lowry est la figure du choix de réponse (D).
