Acidi hard e basi hard: la teoria di Pearson – tutto quello che c’è da sapere
La teoria HSAB, acronimo di hard soft acids bases, proposta da R.G. Pearson nel 1968, è un’importante estensione della teoria di Lewis che approfondisce la stabilità dei complessi metallici e i meccanismi delle loro reazioni. Secondo questa teoria, gli acidi hard preferiscono legarsi a basi hard per dare ioni complessi, mentre gli acidi soft preferiscono legarsi a basi soft per formare complessi covalenti.
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Acidi hard e acidi soft
Gli acidi hard sono caratterizzati da un alto valore carica/raggio, alta solvatazione, gusci di valenza elettronici completi ed alta elettronegatività come ad esempio lo ione Ln^3+. Al contrario, gli acidi soft sono caratterizzati da un raggio ionico elevato, gusci elettronici incompleti e bassa elettronegatività come ad esempio lo ione Ag^+.
Basi hard e basi soft
Le basi hard si contraddistinguono per un alto valore carica/raggio, alta solvatazione, gusci di valenza elettronici completi, alta elettronegatività e bassa polarizzabilità come ad esempio lo ione F^-. Mentre le basi soft presentano un piccolo raggio ionico, elettronegatività intermedia e alta polarizzabilità come ad esempio lo ione H^-.
Le specie chimiche che esibiscono proprietà intermedie sono invece classificate come acidi e basi border line. Non è necessario che una specie abbia tutte le caratteristiche per essere classificata come hard, soft o border line. Grandi differenze di elettronegatività tra acidi hard e basi hard danno luogo a forti interazioni ioniche, mentre per acidi soft e basi soft le similitudini delle elettronegatività portano a un legame covalente.
Tabella delle specie caratteristiche
La tabella mostra alcune specie caratteristiche appartenenti alle categorie descritte:
| Acidi | Basi |
|—————-|——————|
| Hard | Soft |
| Idronio H^+ | Mercurio Hg^2+, Hg_2^2+ |
| Metalli alcalini Na^+, K^+ | Platino Pt^2+ |
| Titanio Ti^4+ | Palladio Pd^2+ |
| Cromo Cr^3+, Cr^6+ | Argento Ag^+ |
Considerazioni
Dalla tabella si possono fare alcune generalizzazioni:
1. Il carbonio è soft, con la “sofficità” decrescente con il cambiare dell’ibridazione: sp^3 > sp^2 > sp, infatti gli alchini formano sali stabili ed isolabili con i metalli alcalini, mentre alcheni ed alcani no.
2. L’ossigeno nucleofilico RO^- è invariabilmente hard.
3. Il grado di “durezza” aumenta al progredire nel periodo (C O, P > N, I^- > Br^- ~ Cl^- >> F^-).
5. La transizione hard/soft può avvenire per un medesimo elemento al cambiare del grado di ossidazione o per la presenza di gruppi elettronattrattori.
La teoria HSAB può essere utilizzata per prevedere la possibilità di determinate reazioni, come nel caso della reazione MgS + BaO → MgO + BaS, che è possibile poiché lo ione Mg^2+ è un acido più hard rispetto a Ba^2+, e lo ione O^2- è una base più hard rispetto a S^2-.
In conclusione, la teoria di Pearson offre uno strumento efficace per comprendere le interazioni acido-base in chimica, consentendo di predire comportamenti e reattività di diverse specie chimiche in modo accurato.
