ブレンステッド-ローリーの酸塩基理論
この反応ではH2OはNH3にプロトンを供与している。水酸化物イオンは水の共役塩基で、アンモニウムイオンはアンモニアの共役酸である。
塩酸のような強酸ではプロトンは完全に分離しており、酢酸のような弱酸では一部分のみが分離している。酸解離定数 pKa は酸の強弱を定量的に表す指標の一つである。
無機酸やスルホン酸、リン酸、炭酸、アミン、カルバニオン、1,3-ジケトン(アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、メルドラム酸)など、より広範囲の物質がブレンステッド-ローリーの定義で分類することができる。
塩基を電子対供与体と定義するルイス塩基は、電子対をプロトンに供与できるためブレンステッド塩基として作用できる。これは、ブレンステッド-ローリーの概念が水溶液に限定されないことを意味する。ドナー溶媒 S はプロトン受容体として作用する。
AH + S : ↽ − − ⇀ A − + SH + {\displaystyle {\ce {{AH}+S:\ <=>\ {A^{-}}+SH+}}}
酸塩基化学で典型的に用いられるジメチルスルホキシドや液体アンモニアなどのドナー溶媒は、酸素または窒素原子が孤立電子対を有し、プロトンと結合を形成することができる。
いくつかのルイス酸(電子対受容体と定義)はブレンステッド酸として作用する。例えば、アルミニウムイオン Al は水分子から電子対を受容する。
Al 3 + + 6 H 2 O ⟶ Al ( H 2 O ) 6 3 + {\displaystyle {\ce {{Al^{3+}}{+}6H2O->Al(H2O)6{}^{3+}}}}
アクアイオンは弱いブレンステッド酸である。
Al ( H 2 O ) 6 3 + + H 2 O ⇄ Al ( H 2 O ) 5 OH 2 + + H 3 O + {\displaystyle {\ce {Al(H2O)6{}^{3+}\ +H2O\rightleftarrows \ Al(H2O)5OH^{2+}\ +H3O^{+}}}} .....Ka = 1.7 x 10p>
全体の反応としてはアルミニウムイオンの加水分解である。
しかし、すべてのルイス酸がブレンステッド酸として作用するわけではない。マグネシウムイオンも同様にルイス酸として6個の水分子と反応する。