I grunden är alla syror donatorer, eftersom de donerar protoner till en bas som tar emot dem. I en syra är denna proton en mycket reaktiv vätejon, som tas emot av vattenmolekyler och därvid bildar oxoniumjoner (hydroniumjoner). Syror skiljer sig dock åt både i förmåga att donera protoner och i hur de karakteriseras enligt Brønsted-Lowry- respektive Lewis-teorierna.
En syra är en stark donator när alla dess vätejoner dissocieras och syran blir fullständigt joniserad. Svagare donatorer förblir delvis dissocierade och avger sina protoner inte lika lätt.
Bland de starkare donatorerna finns vätejodid (HI), som helt dissocieras till vätejoner och jodidjoner. En av de svagaste är hydroxidjonen (OH⁻), som i stället gärna tar emot protoner än avger dem – ämnen med den egenskapen kallas konjugerade baser. Ju mer uttalade syradonatoregenskaper ett ämne har, desto mindre uttalade egenskaper som konjugerad bas har det, och tvärtom.
Enligt Brønsted-Lowry-teorin definieras en syra som en protondonator. I reaktionen mellan väteklorid (HCl) och vatten, som bildar oxoniumjoner (H₃O⁺) och kloridjoner (Cl⁻), beskrivs vätekloriden som en Brønsted-syra eftersom den är protondonatorn, medan vattnet är Brønsted-basen eftersom det är protonmottagaren.
På produktsidan gäller samma logik: oxoniumjonerna fungerar som Brønsted-syror, medan kloridjonerna fungerar som Brønsted-baser.
Lewis-teorin klassificerar syror utifrån elektronpar i stället för protoner. En Lewisyra är en acceptor av elektronpar. I samma reaktion som ovan är vätekloriden en Lewisyra, eftersom den tar emot elektroner i sin tomma orbital – elektroner som doneras av vattenmolekylen.
Detta stämmer väl överens med teorin om frontalmolekylorbitaler (FMO), enligt vilken Lewissyror interagerar via sin lägsta obesatta molekylorbital (LUMO).
De två teorierna är nära sammanflätade. Båda definierar ofta samma föreningar som syror, men med en viktig skillnad: medan en Brønsted-syra donerar vätejoner, är själva vätejonen i sin tur en Lewisyra. Brønsted-aciditet kan därför betraktas som protonförflyttning mellan Lewisbaser.
Dessutom är Brønsted-syror protondonatorer just därför att de saknar lediga elektronpar att erbjuda. Alla Lewissyror är dock inte Brønsted-syror – vissa saknar helt enkelt protoner att donera.
Bland starka syror som i praktiken donerar sina protoner fullständigt återfinns saltsyra (HCl), salpetersyra (HNO₃) och svavelsyra (H₂SO₄). Typiska svaga syror, som bara delvis avger protoner i vatten, är exempelvis ättiksyra (CH₃COOH) och kolsyra (H₂CO₃). Denna skillnad i protondonationsförmåga ligger till grund för begreppet syrastyrka och påverkar allt från laboratoriekemi till processer i naturen och i vår egen mage.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online