Ácidos y bases

Hasta mediados del siglo XIX, se denominaba ácidos a aquellas sustancias de sabor agrio. Por su parte, se llamaban bases o álcalis a las sustancias cáusticas provenientes de las cenizas de ciertas plantas. En esos momentos, las estructuras de estas sustancias, y sus propiedades, se estudiaban en forma independiente. Recién hacia fines del siglo XIX se reconoció que los ácidos y las bases son sustancias antagónicas.

El químico sueco Svante Arrhenius (1859-1927) definió como ácido a toda sustancia que en contacto con agua se disocia originando cationes hidrógeno (H+), mientras que postuló que base es toda sustancia que en solución acuosa da lugar a la formación de aniones hidróxido (HO-).

En la actualidad se acepta la teoría de los químicos Johannes Brönsted (1879-1947) y Thomas Lowry (1874-1936), que postula que ácido es toda sustancia que en un medio acuoso cede un catión hidrógeno, y base es toda sustancia capaz de ganarlo. Según esta teoría, las reacciones ácido-base son procesos de intercambio de iones hidrógeno.

Esta teoría resultó útil para incluir a sustancias que con la teoría previamente existente no se habían incluido, como el amoniaco. Sin embargo, esta teoría seguía dejando afuera varias sustancias con carácter ácido y que no poseían protones, por lo que se formuló una nueva teoría que subsanó en gran parte esta problemática: la teoría de Lewis.
Gilbert Lewis, científico estadounidense, planteó una teoría ácido-base basándose en las estructuras propuestas por él mismo a inicios del siglo XX. Según Lewis, un ácido era una sustancia química capaz de aceptar un par electrónico, completando así su octeto y por ende logrando estabilidad, mientras que una base era una sustancia química que poseía a lo menos un par electrónico libre (sin enlazar). Como se puede ver, este tipo de definición necesita obligatoriamente un par ácido-base actuando en conjunto, debido a que, por lo general, es imposible dejar electrones libres en un medio cualquiera (salvo con nitrógeno líquido). Una imagen que represente este tipo de enlace se ve en la siguiente imagen:

En la misma se puede apreciar claramente que uno de los dos pares electrónicos del oxígeno se comparte con un ion hidrógeno.

Por lo general, los ácidos de Lewis corresponden a metales (sobre todo a metales de transición), a cationes, y a compuestos con aluminio o boro, como los que se ven en las siguientes imágenes:

Por su parte, las bases de Lewis corresponden principalmente a aniones, no-metales (sobre todo los de los grupos 15, 16 y 17) y sus derivados, como el ion hidroxilo mostrado en la imagen siguiente: 

en donde la parte básica está localizada en el oxígeno.