To zależy od używanej definicji kwasów i zasad.

Zgodnie z teorią Arrheniusa kwasy definiuje się jako związek lub pierwiastek, który uwalnia jony wodoru (H +) do roztworu. Dlatego nie ma kwasów Arrheniusa bez atomu wodoru.

Zgodnie z teorią kwasowo-zasadową Brønsteda-Lowry'ego, kwasem jest każda substancja, która może oddać proton i zasadę, tak jak każda substancja, która może przyjąć proton. Dlatego zgodnie z tą teorią nie ma kwasów bez atomu wodoru.

Ale zgodnie z teorią kwasów i zasad Lewisa kwasem jest każda substancja, która może przyjąć parę niezwiązanych elektronów. Innymi słowy, kwas Lewisa przyjmuje samotną parę elektronów. Zgodnie z tą teorią mogą istnieć kwasy bez atomu wodoru. (Wiązanie koordynacyjne powstaje między kwasem Lewisa a zasadą. Związek utworzony przez kwas Lewisa i zasadę nazywany jest adduktem Lewisa)

Świetnym tego przykładem byłby $ \ ce {BF3} $. Nie jest to kwas Arrheniusa ani Brønsteda-Lowry'ego, ale jest to kwas Lewisa. Atom boru przyjmuje parę niezwiązanych elektronów z innego atomu lub jonu, aby uzupełnić swój oktet. Tutaj $ \ ce {BF3} $ jest kwasem Lewisa, ponieważ przyjmuje parę niezwiązanych elektronów.

Jon fluoru jest tutaj zasadą Lewisa, ponieważ przekazuje parę elektronów.

Jeśli chcesz dokładniej określić definicję kwasów Lewisa: „kwas Lewisa jest rodzajem substancji chemicznej, która reaguje z zasadą Lewisa, tworząc addukt Lewisa”.

Więcej o kwasach i zasadach Lewisa tutaj.

Istnieje wiele teorii dotyczących kwasowości i zasadowości, ale w tym przypadku wyjaśnię działanie kwasu Lewisa.

Teoria Lewisa kwasów i zasad

Ta teoria wykracza daleko poza rzeczy, o których zwykle myślisz jako kwasy i zasady.

Teoria

• kwas jest akceptorem pary elektronów.

• Zasada jest donorem par elektronów

Teoria kwas-zasada Lewisa wyjaśnia dlaczego $ \ ce {BF3} $ reaguje z amoniakiem. $ \ ce {BF3} $ jest trygonalną płaską cząsteczką, ponieważ elektrony można znaleźć tylko w trzech miejscach w powłoce walencyjnej atomu boru.

W rezultacie atom boru jest hybrydyzowany sp2, co pozostawia pusty orbital 2pz na atomie boru. $ \ ce {BF3} $ może zatem działać jako akceptor pary elektronów lub kwas Lewisa. Może użyć pustego orbitalu 2pz, aby odebrać parę niezwiązanych elektronów z podstawy Lewisa, tworząc wiązanie kowalencyjne.

$ \ ce {BF3} $ reaguje zatem z zasadami Lewisa, takimi jak $ \ ce {NH3} $ tworząc kompleksy kwasowo-zasadowe, w których wszystkie atomy mają wypełnioną powłokę elektronów walencyjnych, jak pokazano na poniższym rysunku:

Rozważmy inny scenariusz:

Przykładem bazy Lewisa jest woda. Przykładami kwasów Lewisa są karbokationy. Gdy woda reaguje z karbokokacją, jak pokazano powyżej, jedna z par elektronów tlenu jest wykorzystywana do utworzenia nowego wiązania sigma z centralnym węglem w karbokationie.

Odnośniki

1. Teoria Lewisa kwasów i zasad

2. Definicje kwasów i zasad Lewisa

3. Chemia kwasów Lewisa

Jak zauważyli inni, istnieje pojęcie kwasów Lewisa, a inne odpowiedzi na to pytanie dobrze to wyjaśniają. Powtórzę: kwas Lewisa jest substancją chemiczną, która przyjmie darowiznę pary elektronów od innej substancji chemicznej (w tym kontekście nazywanej zasadą Lewisa). Prawdą jest również, że Brønsted-Lowry zdefiniował kwasy jako $ \ ce {H +} $ - donory, a zasady jako $ \ ce {H +} $ - akceptory. Jako taki, kwas BL bez wodoru ściśle nie istnieje.

Zwracam uwagę na dwa ważne wyjątki, które w pewnym sensie przeczy ścisłej definicji. Kwas borowy $ \ ce {B (OH) 3} $ nie odrywa jednego ze swoich oryginalnych protonów, ale przyjmuje parę elektronów z $ \ ce {OH -} $. To podnosi stężenie $ \ ce {H +} $ poprzez protolizę wody. $ \ ce {FeCl3} $ reaguje podobnie. Oczywiście te reakcje wymagają wody, a więc w ścisłym tego słowa znaczeniu, kompleks wody i odnotowanych substancji stanowi kwas BL, a nie same substancje.

Chciałbym tylko wyjaśnić inne odpowiedzi. Definicja „Kwasu Lewisa” to substancja chemiczna, która reaguje z parą samotnych elektronów „zasady Lewisa” (a zasada Lewisa to rodzaj, który ma reaktywną wolną parę elektronów). Jest to uogólnienie i abstrakcja bardziej powszechnej teorii Brønsteda-Lowry'ego.

Weź pod uwagę, że nauka jest pełna „poziomów” abstrakcji. Mamy liczby całkowite dodatnie (liczby naturalne), ale potem dodajemy zero, potem liczby całkowite ujemne, potem liczby wymierne, w końcu moglibyśmy pomyśleć, że skończyliśmy, gdy dojdziemy do liczb rzeczywistych, ale potem przychodzą liczby zespolone i kwaterniony, oktoniony wektory, pola i tak dalej.

Chociaż historycznie to fakt, więc musisz znać koncepcję Lewisa Acid / Lewis Base / Lewis Adduct, powinieneś również mieć świadomość, że wszystko chemia ma do czynienia z (częściowym lub całkowitym) oddaniem i przyjęciem ładunku elektronicznego, więc chociaż chemia samotnych par jest wystarczająco dużym obszarem, aby uzasadnić swoją własną terminologię, jest to ta sama stara, ta sama stara chemia. opowieść o elektrostatycznych oddziaływaniach atomów.

Wiele odpowiedzi dotyczyło tutaj definicji kwasów Brønsteda-Lowry'ego i Lewisa, co jest świetne. Ale jest jeden ważny punkt, o którym wspomniałem tylko mimochodem (w odpowiedzi TAR86) i myślę, że jest on bliższy odpowiedzi na twoje pytanie, że recytowanie nieco arbitralnych definicji kwasowo-zasadowych naszych przodków (chociaż są przydatne).

Czy może istnieć coś takiego jak kwas Brønsteda-Lowry'ego, który nie zawiera wodoru?

Tak! Przynajmniej w sensie pragmatycznym. Jak opisano tutaj, silnie naładowane kationy metali, takie jak $ \ ce {Al ^ {3 +}} $ i $ \ ce {Fe ^ {3 +}} $ mogą uwalniać protony w środowisku wodnym. Kiedy takie kationy są umieszczone w wodzie, cząsteczki wody koordynują / wiążą się z jonem metalu:

$$ \ ce {Al ^ {3+} + 6H2O -> [Al (H2O) 6] ^ {3 +}} $$

Oto rysunek strukturalny sześciowartościowego hydratyzowanego kompleksu glinu:

Ten kompleks z łatwością uwalnia trzy protony:

$$ \ ce {[Al (H2O) 6] ^ {3+} -> Al (H2O) 3 (OH) 3 + 3H +} $$

Tak więc $ \ ce {Al ^ {3 +}} $ jest kwasem Lewisa, ale praktycznie mówiąc jest to również kwas Brønsteda-Lowry'ego (i mimo wszystko triprotyczny!). Takie silnie naładowane kationy metali są tak blisko jak dojdziesz do kwasu Brønsteda-Lowry'ego bez wodoru. Chociaż nie są to kwasy w dosłownym (jednoetapowym) sensie, jeśli rozważamy roztwory wodne, to mówiąc funkcjonalnie są to kwasy Brønsteda-Lowry'ego, ponieważ wpływają na uwalnianie protonów, a tym samym obniżają pH roztworu.

Nie jestem pewien, czy twój nauczyciel miał to na myśli, czy tylko próbował ukryć swój arszenik na wypadek, gdyby były wyjątki, o których zapomnieli, ale oto twoja odpowiedź.