No se puede entender adecuadamente la teoría de ácidos de Lewis con respecto a los elementos del grupo principal si solo dibujas estructuras de Lewis simples (que, por definición, deberían tener octetos completos en todos los elementos del grupo principal) y luego intentas encontrar aceptores de pares de electrones. Bueno, para ser perfectamente honesto, podrías tener suerte con compuestos de boro pero el juego terminará allí.
Es relativamente claro para la mayoría de las personas que los cationes metálicos pueden actuar como ácidos de Lewis: están cargados positivamente porque perdieron al menos un electrón. También tienen orbitales relativamente bajos (por ejemplo, el que perdió un electrón) con los cuales las bases de Lewis pueden interactuar. Sin embargo, se tiene que aplicar más pensamiento a moléculas como $\ce{CO2}$.
Para analizar una molécula como $\ce{CO2}$, se debe empezar por pensar en la polaridad de los enlaces en cuestión. La tabla periódica u otra página de datos que desees consultar nos dirá que el oxígeno es mucho más polar que el carbono; por lo tanto, los enlaces están polarizados hacia el oxígeno. Esto puede ser ejemplificado por el formalismo de carga parcial que se muestra a continuación.
$$\ce{\overset{\delta -}{O}=\overset{\delta +}{C}=\overset{\delta -}{O}}\tag{1}$$
Esta primera representación ya nos indica que el carbono está algo ‘faltante de electrones’. Aunque eso en sí mismo aún no es una prueba de acidez de Lewis, es una fuerte indicación. Profundizando, se tendría que considerar los orbitales moleculares de $\ce{CO2}$. Hay dos sistemas π equivalentes en simetría pero perpendiculares ambos poblados por cuatro electrones; y ambos se pueden ver como un tipo de sistema π de anión alilo. Dado que es completamente simétrico, podemos dibujar las siguientes tres estructuras de resonancia (para mayor claridad, el anión alilo $\ce{C3H5-}$ también se ha incluido en el esquema).
$$\begin{array}{ccccc}\ce{O=C=O &<->& \overset{+}{O}#C-\overset{-}{O} &<->& O=\overset{+}{C}-\overset{-}{O}}\\ \ce{H2\overset{-}{C}-CH=CH2 &<->& H2C=CH-\overset{-}{C}H2 &<->& H2\overset{-}{C}-\overset{+}{C}H-\overset{-}{C}H2}\end{array}\tag{2}$$
En esta representación, he elegido que el doble enlace de la izquierda pertenezca al sistema π perpendicular y que el doble enlace de la derecha sea el interesante análogo al anión alilo. Por lo tanto, siempre habrá un enlace más en la mitad izquierda del dióxido de carbono que en el anión alilo. La carga negativa (es decir, par solitario) presente en el carbono del anión alilo más a la izquierda corresponde a un par solitario del oxígeno más a la izquierda en el dióxido de carbono; el par solitario no está marcado según la convención.
En estas representaciones podemos observar una estructura de resonancia en la que el carbono del dióxido de carbono tiene una carga positiva y por lo tanto un sexteto de electrones. Si se observan los orbitales reales en cuestión, los dos orbitales de enlace poblados (uno puede ser llamado no enlazante) tienen una alta contribución de oxígeno mientras que el orbital antienlace π3 es principalmente centrado en carbono. Este orbital es también el orbital molecular desocupado más bajo (LUMO) y por lo tanto el que nos interesa al determinar la acidez de Lewis. Encontramos que es de baja energía y fácilmente accesible por lo tanto las bases de Lewis (por ejemplo, hidróxido, amoníaco) pueden interactuar fácilmente con él.
La reacción ácido-base de Lewis también se puede intuir al observar las estructuras de resonancia. Dado que la base de Lewis interactúa con el orbital antienlace π3, romperá uno de los dobles enlaces $\ce{C=O}$ lo que lleva a la siguiente estructura:
$$\ce{\color{cyan}{O}=C=O + \color{blue}{O}H- -> H\color{blue}{O}-C(=\color{cyan}{O})-\overset{-}{O}}\tag{3}$$
He marcado los oxígenos en azul y cian (y negro) para que puedan distinguirse entre sí.
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$\ce{CO2 +H2O <--> H2CO3}$ por lo que el oxígeno de la molécula de agua dona los electrones y es la Base de Lewis. Así que $\ce{CO2}$ debe ser el ácido de Lewis.
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MaxW Eso es solo una observación experimental y no proporciona información sobre por qué el CO2 es un ácido de Lewis.