Gli acidi hard preferiscono legarsi a basi hard per dare ioni complessi mentre acidi soft preferiscono legarsi a basi soft per dare complessi covalenti.
R.G. Pearson nel 1968 propose la teoria HSAB (acronimo di hard soft acids bases) che è largamente usata in chimica. Essa è un'estensione della teoria di Lewis e classifica come “duro” o “molle”, “acido” o “base” le diverse specie chimiche coinvolte in un equilibrio e fu elaborata per spiegare la stabilità dei complessi metallici e i meccanismi delle loro reazioni.
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 Ln3+
Gli acidi soft sono invece 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 sono caratterizzate un alto valore carica/raggio, alta solvatazione, gusci di valenza elettronici completi, alta elettronegatività e bassa polarizzabilità come ad esempio lo ione F–
Le basi soft sono caratterizzate da piccolo raggio ionico, elettronegatività intermedia e alta polarizzabilità come ad esempio lo ione H–
Vengono inoltre classificati gli acidi e le basi border line che esibiscono proprietà intermedie.
Per essere classificato come hard, soft o border line non è necessario che una specie abbia tutte le caratteristiche menzionate. Ricordiamo inoltre che le grandi differenze di elettronegatività tra acidi hard e basi hard danno luogo a forti interazioni ioniche mentre dal momento che le elettronegatività degli acidi soft e delle basi soft sono simili il carattere ionico diminuisce si ha un legame covalente.
Inoltre i composti in cui sono presenti interazioni acido hard e base soft, e quelle acido soft e base hard, sono prevalentemente di tipo covalente polare, fenomeno che li rende più reattivi o meno stabili.
Tabella
In tabella sono mostrati alcune specie caratteristiche appartenenti alle specie descritte:
| Acidi | Basi | ||
| Hard | Soft | Hard | Soft |
| Idronio H+ | Mercurio Hg2+, Hg22+ | Idrossile OH– | Idruro H– |
| Metalli alcalini Na+,K+ | Platino Pt2+ | Alcossido RO– | Solfuro RS– |
| Titanio Ti4+ | Palladio Pd2+ | Alogeni F–, Cl– | Alogeni I– |
| Cromo Cr3+ , Cr6+ | Argento Ag+ | Ammoniaca NH3 | Fosfine PR3 |
| Trifluoruro di boro BF3 | Borano BH3 | Carbossilato RCOO– | Tiocianato SCN– |
| Carbocationi R3C+ | p-cloroanile C6Cl4O2 | Carbonato CO32- | Monossido di carbonio CO |
| Acilonio RCO+ | Metalli elementari | Idrazina N2H4 | Benzene C6H6 |
Basi border line: anilina, Bromuro, nitrito, solfito, azoto gassoso
Considerazioni
Dalla tabella qui sopra si possono fare alcune generalizzazioni
- Il carbonio è soft, con la “sofficità” decrescente con il cambiare dell'ibridazione: sp3 > sp2 > sp, infatti gli alchini formano sali stabili ed isolabili con i metalli alcalini, mentre alcheni ed alcani no;
- l'ossigeno nucleofilico RO– invariabilmente hard;
- il grado di “sofficità” aumenta all'interno dello sesto gruppo con il periodo (S > O, P > N, I– > Br– ~ Cl– >> F–);
- la transizione hard/soft può avvenire per un medesimo elemento al cambiare del grado di ossidazione o per la presenza di gruppi elettronattrattori (vedi BH3 e BF3).
Il legame a idrogeno viene giustificato da tale teoria tenendo conto del fatto che le interazioni tra specie quali H2O, NH3 e HF che sono basi hard, e lo ione H+ che è un acido hard, sono forti.
La teoria HSAB può essere inoltre usata per prevedere la possibilità che determinate reazioni avvengano. Ad esempio la reazione:
MgS + BaO → MgO + BaS è possibile dal momento che lo ione Mg2+ è un acido più hard rispetto a Ba2+ e lo ione O2- è una base più hard rispetto a S2-
