酸碱质子理论
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酸碱质子理论，又称布朗斯特-劳里酸碱理论，也称布-洛酸碱学说（英语：Brønsted–Lowry acid–base theory），是丹麦化学家约翰内斯·尼古劳斯·布朗斯特和英国化学家托马斯·马丁·劳里于1923年各自独立提出的一种酸碱理论[1][2]。该理论认为：凡是可以释放质子（氢离子，H+）的分子或离子为酸（布朗斯特酸，B酸），凡是能接受氢离子的分子或离子则为碱（布朗斯特碱，B碱）。
当一个分子或离子释放氢离子，同时一定有另一个分子或离子接受氢离子，因此酸和碱会成对出现。酸碱质子理论可以用以下反应式说明：
- 酸 + 碱 ⇌ 共轭碱 + 共轭酸
酸在失去一个氢离子后，变成共轭碱；而碱得到一个氢离子后，变成共轭酸。以上反应可能以正反应或逆反应的方式来进行，不过不论是正反应或逆反应，均维持以下的原则：酸将一个氢离子转移给碱。
在上式中，酸和其对应的共轭碱为一组共轭酸碱对。而碱和其对应的共轭酸也是一组共轭酸碱对。
内容
[编辑]水是两性物质，因此依反应物的不同，水可能是酸（释放质子），也可能是碱（接受质子）。例如在水和乙酸的反应中，水扮演碱的角色：
- CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO− + H3O+
生成物之一的乙酸根离子 CH3COO− 是乙酸的共轭碱，而水合氢离子 H3O+ 则是水的共轭酸。
而在水和氨的反应中，水扮演酸的角色，其反应式如下：
- H2O + NH3 ⇌ OH− + NH4+
水提供一个氢离子给氨，而氢氧根离子则是水的共轭碱。
强酸（如盐酸）会完全离解，而弱酸（如乙酸）只会部分离解。酸度系数 pKa 是酸离解程度的指标，也可用来判断酸的强弱。
许多的化合物均可以依酸碱质子理论的方式，依其和水反应的情形，分类为酸或碱：如无机酸以及其衍生物（如磺酸、磷酸）、羧酸、胺、碳负离子、 1,3-二酮（如乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、米氏酸）...等。
和酸碱电子理论的关系
[编辑]路易斯碱可以提供电子对，若此电子对可以和氢离子键结，则此路易斯碱也是布朗斯特碱。因此酸碱质子理论也可以适用在非水溶液的情形。一个给电子溶剂 S 可以用以下的方式接受氢离子：
- AH + S: ⇌ A− + SH+
在酸碱化学中典型的给电子溶剂，如二甲基亚砜或液氨，都有一个有孤对电子的氧原子或氮原子，可以和氢离子键结。
有些路易斯酸除了可以接收电子对外，也是布朗斯特酸。如铝离子 Al3+ 可以从水分子接受电子对，如以下的反应式
- Al3+ + 6H2O → Al(H2O)63+
反应所生成的水合铝离子为弱的布朗斯特酸：
- Al(H2O)63+ + H2O ⇌ Al(H2O)5OH2+ + H3O+ .....Ka = 1.7 x 10-5
全反应可以视为铝离子的水解。
不过并非所有的路易斯酸都会产生对应的布朗斯特酸，如镁离子也是路易斯酸，可和六个水分子结合为水合镁离子
- Mg2+ + 6H2O → Mg(H2O)62+
但此例中没有氢离子的转移，因为水合镁离子的Ka很小（Ka ~ 10−11），所释放的氢离子很少，可以忽略不计。
硼酸可以用来说明一个在水中不会离解的布朗斯特酸，仍然可以提供氢离子给水（在此为一种布朗斯特碱）。其反应为
- B(OH)3 + 2H2O ⇌ B(OH)4− + H3O+
硼酸在反应中为路易斯酸，从一个水分子接收电子对，再提供一个氢离子给另一个水分子，因此也是布朗斯特酸。