Теория кислот и оснований

С позиции теории электролитической диссоциации Аррениуса,

кислотами называют электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы Н⁺.

По числу атомов водорода, способных отщепляться в результате диссоциации или к замещению на атомы металлов, кислоты делят на одноосновные (НСl, HNO₃), двухосновные (H₂SO₃), трехосновные (Н₃РO₄) и т.д.

Подобно другим электролитам кислоты делят на слабые и сильные.

Основаниями называют электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только ионы гидроксида.

По числу гидроксид-ионов основания делят на однокислотные — NaOH; двухкислотные — Ва(ОН)₂; трехкислотные — Аl(ОН)₃ и т.д. Основания, образованные катионами щелочных и щелочноземельных металлов, как правило, хорошо растворимы в воде. Их называют щелочами. Большинство же оснований в воде малорастворимо.

Более полной теорией кислот и оснований является протолитическая теория Н. Брёнстеда и Т. Лоури.

Согласно этой теории (1923), основанной на переносе протона в ходе кислотно-основного взаимодействия,

кислотой называется вещество, выступающее в роли донора протонов, т.е. отдающее протон при ионизации или в ходе химической реакции,

а основанием — вещество, способное присоединить протон (акцептор протона).

С позиции этой теории, две частицы (молекулы или ионы), отличающиеся на один протон, составляют так называемую сопряженную кислотно-основную пару, находящуюся в равновесии:

Сопряженная кислота D Сопряженное основание + Н⁺

В рамках теории Брёнстеда — Лоури вода может рассматриваться и как кислота, и как основание. Например, во взаимодействии с уксусной кислотой вода проявляет свойства основания, а с аммиаком — свойства кислоты:

СН₃СООН + Н₂O (основание) D СН₃СОO^- + Н₃О⁺ (сопряженная кислота)

NH_3(aq) + Н₂O_(ж) (кислота) D NH_4(aq) + OH^-_(aq) (сопряженное основание)

Поскольку в одних случаях вода отдает протон, в других — принимая его, ее еще называют амфипротонным растворителем.

Молекулы или ионы, способные проявлять и кислотные, и основные свойства, называют амфолитами.

Теорию, в которой понятия «кислота» и «основание» имеют более широкий смысл, сформулировал Г.Н. Льюис (1938).

Согласно теории Льюиса

Кислота — это частица (нейтральная молекула, атом или ион), обладающая вакантной орбиталью и способная образовывать ковалентную связь, принимая электронную пару.

Основание — это частица, обладающая неподеленной электронной парой и способная образовывать ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму:

BF₃ + NH₃ → [F₃B←NH₃]