酸鹼與反應性基礎

布朗斯特-勞里酸鹼(Bronsted-Lowry acid and base)

/ BRUHN-sted LOW-ree /

可以把一個化學反應想成一場用單個氫離子(也就是一個裸質子)玩的小小接球遊戲。把質子拋出去的那一方是酸;接住它的那一方是鹼。這就是布朗斯特-勞里觀點的全部精髓:酸是任何能交出質子(H+)的東西,鹼是任何能接受質子的東西。醋之所以發酸,是因為乙酸不停地把質子拋進水裡;氨之所以氣味刺鼻,是因為它不停地把質子接住。

具體說來,一個質子其實就是丟掉了唯一那顆電子的氫原子,所以它是一個微小的正電荷,自己沒有電子雲。它無法在溶液裡獨自漂浮——必須依附在某個帶有一對自由電子的東西上。因此每一個布朗斯特酸都需要一個布朗斯特鹼來接它的質子;這個轉移過程就是反應。當氯化氫遇上水,HCl 把一個質子給了 H2O:HCl + H2O 變成 Cl- 加上 H3O+(水合氫離子,又稱鎓離子)。這裡 HCl 充當酸,水充當鹼。

這個觀點在有機化學裡很重要,因為分子的許多行為都從「質子換手」開始。一個醇能否被改造成更好的離去基團、一個碳能否被變得親核、一個催化劑究竟能不能起作用——這些往往都歸結為誰給質子、誰接質子。布朗斯特-勞里這副眼鏡是日常的主力;當反應裡根本沒有質子參與時,就要換上更寬廣的路易斯眼鏡(看的是電子對,而不只是質子)。

HCl + H2O -> Cl- + H3O+ (HCl 是酸,給出質子;H2O 是鹼,接受質子)

酸鹼反應說到底,不過是一個質子從一個分子傳給另一個分子。

酸和鹼是反應中扮演的角色,而不是固定的標籤。水對 HCl 來說是鹼,對氨來說卻是酸——既能當酸又能當鹼的物質叫做兩性物質(amphoteric)。

又稱
proton donor and acceptor质子给体与受体質子給體與受體布-劳酸碱理论