הצגת המקור של הדף "תאוריית ברונסטד–לאורי"

'''תאוריית ברונסטד–לאורי''' (ב[[אנגלית]]: '''Brønsted–Lowry acid–base theory'''; קרויה גם '''תאוריית הפרוטונים של חומצות ובסיסים'''<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://www.britannica.com/science/Bronsted-Lowry-theory|כותרת=Bronsted-Lowry theory {{!}} Definition & Facts {{!}} Britannica|אתר=www.britannica.com|שפה=en|תאריך_וידוא=2022-08-21}}</ref>) היא [[תאוריה מדעית]] עבור [[תגובת חומצה-בסיס]], שהציעו באופן עצמאי [[יוהאנס ניקולאוס ברונסטד]] ו[[תומאס מרטין לאורי]] ב-[[1923 במדע|1923]]<ref>{{צ-מאמר|שם=Einige Bemerkungen über den Begriff der Säuren und Basen|קישור=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/recl.19230420815|כתב עת=Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas|שנת הוצאה=1923|עמ=718–728|כרך=42|doi=10.1002/recl.19230420815|מחבר=J. N. Brönsted}}</ref><ref>{{צ-ספר|שם=Journal of the Society of Chemical Industry|קישור=http://archive.org/details/ost-chemistry-chemistryindustr01soci|מו"ל=N/A|שנת הוצאה=1923|מחבר=Society of Chemical Industry}}</ref>. הרעיון הבסיסי של תיאוריה זו הוא שכאשר [[חומצה]] ו[[בסיס (כימיה)|בסיס]] מגיבים זה עם זה, החומצה יוצרת את ה[[בסיס מצומד|בסיס המצומד]] שלה, והבסיס יוצר את ה[[חומצה מצומדת|חומצה המצומדת]] שלו על ידי העברת [[פרוטון]] ([[יון|קטיון]] המימן, או <sup>+</sup>H) מהחומצה אל הבסיס.

התאוריה היא הכללה של [[תאוריית ארניוס]], שמתארת את אותה התופעה רק בתמיסות מימיות. עם זאת, התאוריה אינה כוללת תגובות חומצה-בסיס שאינן כרוכות בחילופי פרוטונים, וכדי לאפשר סיווג רחב יותר של תגובות חומצה-בסיס, נוצרה [[תאוריית לואיס|תאוריית החומצה-בסיס של לואיס]].

==הגדרה של חומצות ובסיסים==
{{תמונות מרובות
| סיומת = יוהאנס ניקולאוס ברונסטד ותומאס מרטין לאורי, באופן עצמאי, ניסחו את הרעיון שחומצות הן תורמות פרוטונים (<sup>+</sup>H) בעוד שהבסיסים מקבלים פרוטונים.
| רוחב = 110
| תמונה1 = Johannes Brønsted.jpg
| חלופי1 = יוהאנס ניקולאוס ברונסטד
| תמונה2 = Thomas Martin Lowry2.jpg
| חלופי2 = תומאס מרטין לאורי
}}
לפי תאוריית ארניוס, אשר קדמה לתאוריית ברונסטד–לאורי, חומצות מוגדרות כחומרים שמתפרקים בתמיסה מימית, כך שנוצרים יוני [[הידרון]] ({{משמאל לימין|H<sup>+</sup>}}) בעוד שבסיסים מוגדרים כחומרים שמתפרקים ב[[תמיסה מימית]] ומשחררים יוני [[הידרוקסיד]] ({{משמאל לימין|OH<sup>−</sup>}})<ref>{{צ-ספר|שם=The basics of chemistry|קישור=http://archive.org/details/basicsofchemistr0000myer|מו"ל=Westport, Conn. : Greenwood Press|שנת הוצאה=2003|ISBN=978-0-313-05818-9|מחבר=Richard L. (Richard Leroy) Myers}}</ref>{{הערה|[[#דניסטון, טופינג, וודראם וקארט|דניסטון, טופינג, וודראם וקארט]], עמ' 282}}.

בשנת 1923 הציעו ה[[כימיה פיזיקלית|כימאים הפיזיקליים]] יוהאנס ניקולאוס ברונסטד מדנמרק ותומאס מרטין לאורי מהממלכה המאוחדת באופן עצמאי כיחידים את התאוריה הנושאת את שמם<ref>{{צ-ספר|שם=Chemistry: Principles and Reactions|קישור=https://books.google.co.il/books?id=udUIAAAAQBAJ&pg=PT433&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false|מו"ל=Cengage Learning|שנת הוצאה=2011-01-31|ISBN=978-1-133-38694-0|מחבר=William L. Masterton, Cecile N. Hurley, Edward Neth|שפה=en}}</ref><ref>{{צ-ספר|שם=General Chemistry, Enhanced Edition|קישור=https://books.google.co.il/books?id=8_7iGj4QLR4C&pg=PA644&redir_esc=y|מו"ל=Cengage Learning|שנת הוצאה=2010-01-01|ISBN=978-0-538-49752-7|מחבר=Darrell Ebbing, Steven D. Gammon|שפה=en|עמ=644}}</ref>{{הערה|[[#Armstrong, Overton, Rourke, Weller|Armstrong, Overton, Rourke, Weller]], p. 150}}. בתאוריית ברונסטד–לאורי, ההגדרה של חומצות ובסיסים נובעת מהאופן שבו הם מגיבים זה עם זה, דבר המאפשר מענה רחב וכללי יותר עבור חומרים שונים<ref name=":0">{{קישור כללי|כתובת=https://web.archive.org/web/20180107135629/http://www2.onu.edu/~k-broekemeier/Chem1730809/AcidBaseReviewOne.pdf|כותרת=Wayback Machine|אתר=web.archive.org|תאריך=2018-01-07|תאריך_וידוא=2022-08-26}}</ref>.

ההגדרה מתבטאת במונחים של ביטוי שיווי משקל:
:[[חומצה מצומדת]] + [[בסיס מצומד]] ⇌ [[בסיס (כימיה)|בסיס]] + [[חומצה]]
באמצעות חומצה HA ובסיס B, ניתן לכתוב את המשוואה באופן סמלי כך:

:<chem>HA + B <=> A- + HB+</chem>

החץ הדו-כיווני, ⇌, נמצא בשימוש מכיוון שהתגובה יכולה להתרחש הן בכיוון התוצרים והן בכיוון המגיבים{{הערה|[[#דניסטון, טופינג, וודראם וקארט|דניסטון, טופינג, וודראם וקארט]], עמ' 284}}. החומצה, HA, יכולה לאבד פרוטון כדי להפוך לבסיס המצומד שלה, <sup>−</sup>A. הבסיס, B, יכול לקבל פרוטון כדי להפוך לחומצה המצומדת שלו, <sup>+</sup>HB{{הערה|[[#דניסטון, טופינג, וודראם וקארט|דניסטון, טופינג, וודראם וקארט]], עמ' 285}}. רוב תגובות החומצה-בסיס הן מהירות, ולכן רכיבי התגובה נמצאים בדרך כלל ב[[שיווי משקל דינמי]] זה עם זה<ref>{{צ-מאמר|שם=Speed Limits for Acid–Base Chemistry in Aqueous Solutions|קישור=https://chimia.ch/chimia/article/view/2012_182|כתב עת=CHIMIA|שנת הוצאה=2012-04-25|עמ=182–186|כרך=66|doi=10.2533/chimia.2012.182|מחבר=Mateusz L. Donten, Joost VandeVondele, Peter Hamm}}</ref>.

===גורמים ליציבות החומצות והבסיסים===
ככל שהחומצה חזקה יותר כך הבסיס המצומד חלש יותר, ולהפך{{ביאור|הכינויים "חזק/ה" או "חלש/ה" בהקשר של חומצות ובסיסים מתייחסים ל[[ריאקטיביות]] של אותה מולקולה. חומצת ברונסטד-לאורי חזקה תרצה מאוד למסור פרוטון, ובסיס ברונסטד-לאורי חזק ירצה מאוד לקבל פרוטון. לכן מקטלגים את החומצות והבסיסים ל"יציבים" ו"לא יציבים", כי כאשר החומצה/בסיס חלשים, הם יותר יציבים וינטו להגיב פחות.}}.

בהסתכלות על תגובת הפירוק של חומצה HA, ותגובת הפירוק של החומצה המצומדת של בסיס <sup>+</sup>HB ועל קבועי הפירוק שלהם ניתן לקבוע כי:

<chem>HA + H_2O_{(l)} <=>[K_a] H_3O_{(aq)}^+ + A^{-}_{(aq)}</chem>

<chem>HB_{(aq)}^+ + H_2O_{(l)} <=>[K_b^{-1}] H_3O_{(aq)}^+ + B</chem>

עבור חומצה חזקה יותר, ערך ה-pK<sub>a</sub> (האות p מבטאת <math>-\log</math> ו-K<sub>a</sub> הוא [[קבוע דיסוציאציה של חומצה|קבוע הדיסוציאציה של חומצה]]) שלה נמוך יותר. בתגובת שיווי משקל, שבה משתתפים חומצה ובסיס אורגניים, נקבעת הנטייה של התגובה על פי ערכם היחסי של pK<sub>a</sub> של שתי החומצות בתגובות (הישירה וההפוכה). הכיוון המועדף של התגובה הוא יצירת חומצה חלשה מחומצה חזקה.

בחומצות שבהן האטומים ה[[אלקטרושליליות|אלקטרושליליים]] דומים בגודלם, החומצה החזקה ביותר היא זו שבה אטום המימן קשור לאטום האלקטרושלילי ביותר{{ביאור|הסיבה לכך שככל שהאטום אלקטרושלילי יותר אזי אטום המימן שמחובר אליו יהיה חומצי יותר נעוצה בכך שכשהפרוטון יעזוב, וישאיר את האטום עם מטען שלילי, אטומים בעלי אלקטרושליליות גבוהה יותר יהיו יציבים יותר. וכאמור, ככל שהבסיס המצומד יציב יותר ככה החומצה חזקה יותר.}}. לדוגמה, CH<sub>3</sub>OH חומצי יותר מאשר CH<sub>3</sub>NH<sub>2</sub>. כך גם [[אפקט אינדוקטיבי]] {{אנ|Inductive effect}} של משיכת אלקטרונים גורם להגברת החומציות. כשהאלקטרושליליות של הקבוצה מושכת האלקטרונים גדולה יותר, וככל שהיא קרובה יותר לאטום המימן החומצי, כך החומצה חזקה יותר. לדוגמה, FCH<sub>2</sub>COOH חומצה חזקה יותר מ-ClCH<sub>2</sub>COOH, משום ש[[פלואור]] אלקטרושלילי יותר מ[[כלור]].

גורם נוסף המשפיע על החומציות הוא [[הכלאת אורביטלים אטומיים]]. אורביטלי ''s'' קרובים יותר לגרעין מאשר אורביטלי ''p'', לכן ככל שאופי ''s'' בקשר עם אטום המימן גבוה יותר בהכלאה כך הקשר עם אטום המימן קרוב יותר לגרעין. כלומר, [[אלקטרושליליות|אלקטרושלילי]] יותר, והפרוטון יהיה חומצי יותר. על כן, אטום בעל הכלאה ''sp'' הוא אלקטרושלילי יותר מאטום בעל הכלאה של ''sp<sup>2</sup>'', והאחרון יותר אלקטרושלילי מאטום בעל הכלאה של ''sp<sup>3</sup>''.
{| class="wikitable"
!תרכובת
!הכלאה
!אחוז s בהכלאה
!pK<sub>a</sub>
|-
|[[אתאן|C<sub>2</sub>H<sub>6</sub>]]
|''sp<sup>3</sup>''
|25%
|50
|-
|[[אתן|C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>]]
|''sp<sup>2</sup>''
|33%
|44
|-
|[[אצטילן|C<sub>2</sub>H<sub>2</sub>]]
|''sp''
|50%
|25
|}
[[ארומטיות|אלקטרונים לא מאותרים]] מייצבים את התרכובות השונות. היבריד רזוננטיבי הוא מיצוע של ה[[רזוננס כימי|מבנים הרזוננטיביים]] השונים הנבדלים זה מזה במיקום זוגות האלקטרונים הלא-קושרים ואלקטרוני <math>\pi</math>; בסיס בעל אלקטרונים לא מאותרים יציב יותר (חלש יותר) מבסיס דומה בעל אלקטרונים מאותרים.

עבור תרכובת הנושאת שתי קבוצות חומציות, הבסיס המגיב עמה ירחיק את הפרוטון מהקבוצה החומצית יותר. הוספת [[אקוויוולנט]] {{אנ|Equivalent (chemistry)}} של בסיס תגרום להרחקת הפרוטון מהקבוצה החומצית השנייה. באופן דומה, כאשר התרכובת נושאת שתי קבוצות בסיסיות, הקבוצה הבסיסית יותר תעבור ראשונה [[פרוטונציה]] והוספת אקוויוולנט של חומצה יגרום לפרוטונציה של הקבוצה הבסיסית השנייה{{הערה|[[#צ'רקי, גל, עברי, ריעני|צ'רקי, גל, עברי, ריעני]], עמ' 9}}{{הערה|[[#צ'רקי, גל, עברי, ריעני|צ'רקי, גל, עברי, ריעני]], עמ' 10}}{{הערה|[[#צ'רקי, גל, עברי, ריעני|צ'רקי, גל, עברי, ריעני]], עמ' 11|שם=צ'רקי 11}}{{הערה|[[#צ'רקי, גל, עברי, ריעני|צ'רקי, גל, עברי, ריעני]], עמ' 12}}.

==תמיסות מימיות==
[[קובץ:Acetic-acid-dissociation-3D-balls.png|ממוזער|350px|חומצה אצטית היא חומצה חלשה, אשר תורמת פרוטון (הידרון) למים בתגובת שיווי משקל כדי ליצור את יון האצטט ואת יון ההידרוניום.{{מקרא|red|חמצן}} {{מקרא|black|פחמן}} {{מקרא|white|מימן}} {{מקרא|lime|פרוטון ([[הידרון]])}}]]
בתגובת חומצה-בסיס הבאה:

<chem>CH3 COOH + H2O <=> CH3 COO- + H3O+</chem>

[[חומצה אצטית]], CH<sub>3</sub>COOH, היא חומצה בשל יכולתה לתרום פרוטון למים (H<sub>2</sub>O) והופכת לבסיס המצומד שלה, יון ה[[אצטט]] (<sup>−</sup>CH<sub>3</sub>COO). H<sub>2</sub>O הוא בסיס בשל יכולתו לקבל פרוטון מ-CH<sub>3</sub>COOH והופך לחומצה המצומדת שלו, יון ה[[הידרוניום]] (<sup>+</sup>H<sub>3</sub>O)<ref>{{צ-ספר|שם=Instant Notes in Organic Chemistry|קישור=https://books.google.co.il/books?id=nlx6AgAAQBAJ&pg=PA76&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false|מו"ל=Taylor & Francis|שנת הוצאה=2004-08-02|ISBN=978-1-135-32125-3|מחבר=Graham Patrick|שפה=en}}</ref>. התגובה ההופכית לתגובת חומצה-בסיס היא גם תגובת חומצה-בסיס בין החומצה המצומדת של הבסיס בתגובה הראשונה לבסיס המצומד של החומצה<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Map%3A_Organic_Chemistry_(Smith)/02%3A_Acids_and_Bases/2.01%3A_BrnstedLowry_Acids_and_Bases|כותרת=2.1: Brønsted–Lowry Acids and Bases|אתר=Chemistry LibreTexts|תאריך=2015-04-23|שפה=en|תאריך_וידוא=2022-08-26|ציטוט=If the reaction is viewed in reverse a new acid and base can be identified. The substances on the right side of the equation are called conjugate acid and conjugate base compared to those on the left. Also note that the original acid turns in the conjugate base after the reaction is over.}}</ref>. בדוגמה לעיל אצטט הוא הבסיס של התגובה ההופכית ויון הידרוניום הוא החומצה.

<chem>H3O ^{+} + CH3 COO- <=> CH3 COOH + H2O</chem>

מה שקובע איזו משתי התגובות תהיה השולטת הוא, במקרה זה, [[קבוע דיסוציאציה|קבוע הדיסוציאציה]] של החומצה, שעומד ביחס ישר להיווצרות תוצרים<ref name=":0" />.

===בכימיה אי אורגנית===
המחלקה הגדולה ביותר של חומצות במים מורכבת מצורונים התורמים פרוטונים מקבוצת OH-, אשר מחוברת לאטום מרכזי. פרוטון מסוג זה בעל יכולת מסירה, והוא נקרא פרוטון חומצי, על מנת להבדילו מפרוטונים אחרים שעשויים להימצא במולקולה, דוגמת פרוטוני מתיל לא-חומציים ב-CH<sub>3</sub>COOH.

ישנן שלוש קבוצות של חומצות:
* חומצה מימית, שבה הפרוטון החומצי אשר קיים במולקולת המים, נקשר ליון המתכת המרכזי.

:<chem>E(OH2) (aq) + H2O (l) <=> E(OH)- (aq) + H3O+ (aq)</chem>

:לדוגמה:

:<chem>[Fe(OH2)6]^3+ (aq) + H2O (l) <=> [Fe(OH2)5OH]^2+ (aq) + H3O+ (aq)</chem>
* חומצה הידרוקסידית (hydroxoacid), שבה פרוטון חומצי נמצא בקבוצת [[הידרוקסיל]] ללא קבוצת oxo שכנה (O=). דוגמה לכך היא Te(OH)<sub>6</sub>.
* חומצה חַמְצָנִית<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://terms.hebrew-academy.org.il/munnah/56598_2/oxoacid|כותרת=oxoacid {{!}} מונחי האקדמיה|אתר=terms.hebrew-academy.org.il|תאריך_וידוא=2022-09-24}}</ref> (oxoacid), שבה הפרוטון החומצי נמצא על קבוצה הידרוקסילית עם קבוצת oxo מחוברת לאותו אטום. [[חומצה גופרתית]], H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> (O<sub>2</sub>S(OH)<sub>2</sub>;5), היא דוגמה לחומצה חמצנית{{הערה|[[#Armstrong, Overton, Rourke, Weller|Armstrong, Overton, Rourke, Weller]], p. 157}}.

==חומרים אמפוטריים==
[[קובץ:Autoprotolyse eau.svg|ממוזער|304x304px|האופי האמפוטרי של המים]]
המהות של תאוריית ברונסטד-לאורי היא שחומצה קיימת רק ככזו ביחס לבסיס, ולהפך. מים הם [[אמפוטריות|אמפוטריים]], משמע הם יכולים להגיב הן כחומצה הן כבסיס{{הערה|[[#דניסטון, טופינג, וודראם וקארט|דניסטון, טופינג, וודראם וקארט]], עמ' 287|שם=דניסטון 287}}.

באיור משמאל, [[מולקולה]] אחת של H<sub>2</sub>O פועלת כבסיס ומקבלת את <sup>+</sup>H כדי להפוך ל-<sup>+</sup>H<sub>3</sub>O בעוד השנייה פועלת כחומצה ומוסרת את <sup>+</sup>H כדי להפוך ל-<sup>−</sup>OH<ref name=":1">{{קישור כללי|כתובת=https://web.archive.org/web/20190111080938/http://dl.clackamas.edu/ch105-04/amphoter.htm|כותרת=Amphoterism|אתר=web.archive.org|תאריך=2019-01-11|תאריך_וידוא=2022-08-26}}</ref>.

יון המימן (<sup>+</sup>H), או יון ההידרוניום (<sup>+</sup>H<sub>3</sub>O){{ביאור|כדי לפשט את הסימון, מקובל שהיון {{משמאל לימין|H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>}} מיוצג בפשטות על ידי {{משמאל לימין|H<sup>+</sup>}}.}}, הוא חומצת ברונסטד-לאורי בתמיסות מימיות, ויון הידרוקסיד הוא בסיס, מתוקף תגובת הדיסוציאציה העצמית<ref name=":1" />.

<chem>H2O + H2O <=> H3O+ + OH-</chem>

בתהליך זה, הנקרא "[[יינון עצמי של מים]]"{{הערה|שם=דניסטון 287}}, כאשר התגובה קדימה (מייננת מים) והתגובה אחורה (יונים נקשרים ליצירת מים) מתרחשות באותו קצב, המערכת נמצאת בשיווי משקל דינמי<ref>{{צ-ספר|שם=Acids and Bases|קישור=https://books.google.co.il/books?id=QHrzG6CaVIwC&redir_esc=y|מו"ל=Infobase Publishing|שנת הוצאה=2009|ISBN=978-0-7910-9783-0|מחבר=Kristi Lew|שפה=en|עמ=30}}</ref>.

===תמיסות לא-מימיות===

תגובה אנלוגית מתרחשת באמוניה נוזלית:

<chem>NH3 + NH3 <=> NH4+ + NH2^{-}</chem>

לפיכך, יון האמוניום, <sup>+</sup>NH<sub>4</sub>, ממלא אותו תפקיד באמוניה נוזלית כמו יון ההידרוניום במים, ויון האמיד, <sup>-</sup>NH<sub>2</sub>, מקביל ליון הידרוקסיד. מלחי אמוניום מתנהגים כחומצות, ואמידים מתנהגים כבסיסים{{הערה|[[#Miessler, Tarr|Miessler, Tarr]], pp. 171-172}}.

ממסים לא-מימיים אחדים יכולים להתנהג כבסיסים, כלומר, מקבלי פרוטונים, ביחס לחומצות ברונסטד-לאורי<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://web.archive.org/web/20190923223829/https://pdfs.semanticscholar.org/a189/f48f8d902e6c5a23098fc043db39736db654.pdf|כותרת=Wayback Machine|אתר=web.archive.org|תאריך=2019-09-23|תאריך_וידוא=2022-08-27}}</ref>:

<chem>HA + S <=> A- + SH+</chem>

כאשר S מייצג מולקולת ממס. הממסים החשובים ביותר מסוג זה הם [[דימתיל סולפוקסיד]], DMSO, ו[[אצטוניטריל]], CH<sub>3</sub>CN, מכיוון שמבחינה היסטורית ממסים אלו היו בשימוש נרחב למדידת קבועי דיסוציאציה של חומצה עבור [[תרכובת אורגנית|מולקולות אורגניות]]. מאחר ש-DMSO הוא קולט פרוטונים חזק יותר מ-H<sub>2</sub>O החומצה הופכת לחומצה חזקה יותר בממס זה מאשר במים<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://web.archive.org/web/20081009060809/http://www.chem.wisc.edu/areas/reich/pkatable/|כותרת=Wayback Machine|אתר=web.archive.org|תאריך=2008-10-09|תאריך_וידוא=2022-08-23}}</ref>. ואכן, מולקולות רבות מתנהגות כחומצות בתמיסה לא מימית שאינן עושות זאת בתמיסה מימית. מקרה קיצוני מתרחש עם חומצות פחמן, כאשר מפיקים פרוטון מקשר C-H<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://web.archive.org/web/20190702225424/http://evans.rc.fas.harvard.edu/pdf/evans_pKa_table.pdf|כותרת=Wayback Machine|אתר=web.archive.org|תאריך=2019-07-02|תאריך_וידוא=2022-08-27}}</ref>.

ממסים לא-מימיים אחדים יכולים להתנהג כחומצות. ממס חומצי יגביר את הבסיסיות של חומרים המומסים בו. לדוגמה, התרכובת CH<sub>3</sub>COOH ידועה בתור חומצה אצטית בגלל התנהגותה החומצית במים. עם זאת, התרכובת מתנהגת כבסיס במימן כלורי נוזלי, ממס הרבה יותר חומצי{{הערה|[[#Armstrong, Overton, Rourke, Weller|Armstrong, Overton, Rourke, Weller]], p. 153}}.

<chem>HCl + CH3COOH <=> Cl- + CH3C(OH)2+</chem>

==השוואה עם תאוריית לואיס==
[[קובץ:Lewis-Bronsted-Arrhenius He.png|200px|ממוזער|[[דיאגרמת ון]] לתאוריות העיקריות של חומצה-בסיס]]
באותה השנה בה פרסמו ברונסטד ולאורי את התאוריה שלהם, [[גילברט ניוטון לואיס]] הציע תאוריה אלטרנטיבית עבור תגובות חומצה–בסיס. תאוריית לואיס מבוססת על [[מבנה אלקטרוני]] {{אנ|Electronic structure}}. בסיס לואיס מוגדר כצורון בעל אורביטל המאוכלס בזוג אלקטרונים לא קושרים שיכול לתרום זוג אלקטרונים לחומצת לואיס, צורון בעל אורביטל ריק מאלקטרונים שיכול לקבל זוג אלקטרונים{{הערה|שם=שבעים|[[#Miessler, Tarr|Miessler, Tarr]], p. 170}}<ref name=review1940>{{Cite journal|title=Systems of Acids and Bases|last=Hall|first=Norris F.|journal=Journal of Chemical Education|date=March 1940|volume=17|issue=3|doi=10.1021/ed017p124|pages=124–128|bibcode = 1940JChEd..17..124H }}</ref>{{הערה|שם=צ'רקי 11}}. הצעתו של לואיס נותנת הסבר לסיווג ברונסטד–לאורי במונחים של מבנה אלקטרוני.

<chem>HA + B <=> A- + HB+</chem>

בתגובה זו מוצגים גם הבסיס, B, וגם הבסיס המצומד, <sup>−</sup>A, הנושאים זוג בודד של אלקטרונים, והפרוטון, שהוא חומצת לואיס, מועבר ביניהם.
[[קובץ:NH3-BF3-adduct-bond-lengthening-2D.png|ממוזער|תוצר-סיפוח של אמוניה ובור טריפלואוריד]]

מאוחר יותר, לואיס כתב כי "הגבלה של קבוצת החומצות לאותם חומרים המכילים מימן מהווה התערבות כה גדולה בהבנה הסיסטמטית של הכימיה כמו ההגבלה של המונח "גורם מחמצן" לחומרים המכילים [[חמצן]]"<ref name=review1940/>. בתאוריית לואיס, חומצה, A ובסיס B, יוצרים תוצר סיפוח AB, שבו זוג האלקטרונים משמש ליצירת [[קשר קואורדינטיבי]] בין A ל-B. עניין זה מומחש עם היווצרות תוצר-הסיפוח H<sub>3</sub>N-BF<sub>3</sub> מ[[אמוניה]] ו[[בורון טריפלואוריד]], תגובה שאינה יכולה להתרחש בתמיסה מימית מכיוון שבורון טריפלואוריד מגיב בעוצמה רבה עם מים בתגובת [[הידרוליזה]].

<chem>BF3 + 3H2O -> B(OH)3 + 3HF</chem>

<chem>HF <=> H+ + F-</chem>

חומצה בורית מוכרת כחומצת לואיס בזכות התגובה הבאה:

<chem>B(OH)3 + 2H2O <=> B(OH)4- + H3O+</chem>

במקרה זה, החומצה אינה מוסרת פרוטון, אלא הבסיס, H<sub>2</sub>O. [[תמיסה]] של B(OH)<sub>3</sub> היא חומצית מכיוון שיוני מימן משתחררים בתגובה זו<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://www.dorthonion.com/drcmcm/CHEMISTRY/Lessons/Lectures/16c_Lewis_AcidsandBases.php|כותרת=Acids and Bases: Lewis Acids {{!}} Scholars Online Chemistry|אתר=www.dorthonion.com|תאריך_וידוא=2022-08-26}}</ref>.

ישנן עדויות מובהקות לכך שתמיסות מימיות מדוללות של אמוניה מכילות כמויות זניחות של יון האמוניום,

<chem>H2O + NH3 -> OH- + NH+4</chem>

וכי כאשר היא מומסת במים, אמוניה מתפקדת כבסיס לואיס<ref>{{צ-ספר|מחבר=Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G.|שם=Inorganic Chemistry (2nd ed.)|מו"ל=Prentice Hall|שנת הוצאה=2004|ISBN=978-0-13-039913-7|עמ=187}}</ref>.

דוגמה לחומר נוסף העומד בהגדרת ברונסטד-לאורי או בהגדרה רחבה יותר, שנמצאת מחוץ לתחום התקפות של ברונסטד-לאורי, ניתן לראות בחומרים אמפוטריים כגון [[אלומיניום הידרוקסיד]], Al(OH)<sub>3</sub><ref>{{קישור כללי|כתובת=https://web.archive.org/web/20190923224001/https://chem.libretexts.org/Courses/Sacramento_City_College/SCC:_Chem_420_-_Organic_Chemistry_I/Text/01:_Introduction_and_Review/1.13:_Lewis_Acids_and_Bases|כותרת=1.13: Lewis Acids and Bases - Chemistry LibreTexts|אתר=web.archive.org|תאריך=2019-09-23|תאריך_וידוא=2022-08-27}}</ref><ref>{{קישור כללי|כתובת=https://web.archive.org/web/20190412194131/https://courses.lumenlearning.com/boundless-chemistry/chapter/acid-base-properties-of-oxides/|כותרת=Acid-Base Properties of Oxides {{!}} Boundless Chemistry|אתר=web.archive.org|תאריך=2019-04-12|תאריך_וידוא=2022-08-27}}</ref>:

<chem>Al (OH)3 + OH- <=> Al(OH)^{-}4</chem> - מתנהג כחומצת לואיס בתווך בסיסי, מכיוון שאין חילופי פרוטונים זה עם זה;

<chem>3H+ + Al (OH)3<=> 3H2O + Al^{3+} (aq)</chem> - מתנהג כבסיס ברונסטד-לאורי בתווך חומצי.

==השוואה לתאוריית לוקס-פלד==
בתאוריית לוקס-פלד, תגובות בין תחמוצות במצב נוזלי או מוצק מושוות לתגובות חומצה-בסיס, מה שלא נלקח בחשבון בתאוריית ברונסטד-לאורי. בתאוריה זאת, חומצה מוגדרת כקולטת [[תחמוצת]], בעוד שבסיס יהיה התורם שלה<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://web.archive.org/web/20181222170504/http://www2.latech.edu/~upali/chem481/chem481c4.pdf|כותרת=Wayback Machine|אתר=web.archive.org|תאריך=2018-12-22|תאריך_וידוא=2022-08-26}}</ref>. למשל, התגובה<ref>{{צ-מאמר|שם=The Acidic and Basic Properties of Oxides.|קישור=http://actachemscand.org/doi/10.3891/acta.chem.scand.01-0592|כתב עת=Acta Chemica Scandinavica|שנת הוצאה=1947|עמ=592–604|כרך=1|doi=10.3891/acta.chem.scand.01-0592|מחבר=H. Flood, T. Förland, Lars Gunnar Sillén, Annikki Linnasalmi}}</ref>:

<chem>SiO2 + CaO -> CaO*SiO2</chem>

מיוצגת באופן כללי על ידי:

<chem>acid + base -> salt</chem>

תגובה זו אינה עונה על ההגדרה של תאוריית ברונסטד-לאורי לחומצות ובסיסים. מצד שני, תחמוצת המגנזיום (MgO) פועלת כבסיס כאשר היא מגיבה עם תמיסה מימית של חומצה<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://web.archive.org/web/20180826222154/http://faculty.sites.uci.edu/chem1l/files/2013/11/C01aMANDHMgO.pdf|כותרת=Wayback Machine|אתר=web.archive.org|תאריך=2018-08-26|תאריך_וידוא=2022-08-26}}</ref>.

<chem>2H+ + MgO(s) -> Mg^{2+}(aq) + H2O</chem>

על פי ברונסטד-לאורי, [[צורן דו-חמצני]] (SiO<sub>2</sub>) המומס במים, אמור להיות חומצה חלשה<ref>{{צ-ספר|שם=The nature of the chemical bond and the structure of molecules and crystals : an introduction to modern structural chemistry|קישור=http://archive.org/details/natureofchemical00paul|מו"ל=Ithaca, N.Y. : Cornell University Press|שנת הוצאה=1960|מחבר=Linus Pauling}}</ref>.

<chem>SiO2(s) + 2H2O <=> Si(OH)4 (solution)</chem>

<chem>Si(OH)4 <=> Si(OH)3O- + H+</chem>

לפי תאוריית לוקס-פלד, תרכובות כדוגמת MgO ו-SiO<sub>2</sub> בפאזה מוצקה, עשויות להיות מסווגות כחומצות או בסיסים. לדוגמה, המינרל [[אוליבין]] עשוי להיחשב כתרכובת של תחמוצת בסיסית, MgO, עם תחמוצת חומצית, סיליקה, SiO<sub>2</sub>{{הערה|שם=שבעים}}.

==ראו גם==
* [[בופר]]

==לקריאה נוספת==
* {{עוגן|Miessler, Tarr|Miessler, G. L., Tarr, D. A, '''[https://celqusb.files.wordpress.com/2017/12/inorganic-chemistry-g-l-miessler-2014.pdf Inorganic Chemistry]''', 5th ed., Pearson Prentice-Hall, 2003}}
* {{עוגן|Armstrong, Overton, Rourke, Weller|Armstrong, Fraser, Overton, Tina, Rourke, Jonathan, Weller, Mark, '''Inorganic Chemistry''', 7th ed., [[הוצאת אוניברסיטת אוקספורד|Oxford University Press]], 2018, {{מסת"ב|0198835469}}}}
* {{עוגן|דניסטון, טופינג, וודראם וקארט|קתרין דניסטון, ג'וזף טופינג, קים וודראם, רוברט קארט, "'''עולם הכימיה'''", עמ' 282–287, הוצאת האוניברסיטה הפתוחה, 2017}}
* {{עוגן|צ'רקי, גל, עברי, ריעני|דורותה צ'רקי, חוה גל, עליזה עברי, עפר ריעני, "'''כימיה אורגנית - מדריך למידה: חלק א, פרקים 2-12'''", הוצאת האוניברסיטה הפתוחה, 2022}}

==קישורים חיצוניים==
{{תקציר פורטל|כימיה}}
* {{בריטניקה}}
* {{יוטיוב|NBjVO1f0TTE|שם=חומצות ובסיסים - הגדרה על פי ארניוס, ברונסטד-לאורי, לואיס|תאריך=17 בדצמבר 2018}}
* {{יוטיוב|tSP2LjxEHQM|שם=סרטון על חומצות הלוגניות|תאריך=6 במאי 2019}}
* {{דוידסון|יהונתן ברקהיים|הכימאי שהניח את הבסיס לחומצה|sciencehistory/הכימאי-שהניח-את-הבסיס-לחומצה|2 בנובמבר 2022}}

==ביאורים==
{{ביאורים}}

==הערות שוליים==
{{הערות שוליים}}
{{ערך מומלץ}}
{{סוגי חומצות ובסיסים}}

[[קטגוריה:כימיה של שיווי משקל]]
[[קטגוריה:כימיה: תאוריות]]