Propiedades de los solutosEditar

En igualdad de condiciones, los compuestos que donan fácilmente hidrones (ácidos de Brønsted, véase más abajo) son generalmente solutos polares e hidrófilos y suelen ser solubles en disolventes con alta permitividad estática relativa (constantes dieléctricas). Algunos ejemplos son los ácidos orgánicos como el ácido acético (CH3COOH) o el ácido metanosulfónico (CH3SO3H). Sin embargo, las grandes porciones no polares de la molécula pueden atenuar estas propiedades. Así, como resultado de su cadena alquílica, el ácido octanoico (C7H15COOH) es considerablemente menos hidrofílico en comparación con el ácido acético.

El hidrón no disuelto (un núcleo atómico de hidrógeno completamente libre o «desnudo») no existe en la fase condensada (líquida o sólida). Aunque a veces se dice que los superácidos deben su extraordinario poder de donación de hidrones a la presencia de «hidrones libres», tal afirmación es muy engañosa: incluso para una fuente de «hidrones libres» como el H
2F+
, uno de los cationes superácidos presentes en el ácido fluoroantimónico superácido (HF:SbF5), el desprendimiento de un H+
libre sigue teniendo una enorme penalización energética del orden de varios cientos de kcal/mol. Esto descarta efectivamente la posibilidad de que el hidrón libre esté presente en la solución, incluso como un intermedio fugaz. Por esta razón, en los ácidos fuertes líquidos, se cree que los hidrones se difunden por transferencia secuencial de una molécula a la siguiente a lo largo de una red de enlaces de hidrógeno a través de lo que se conoce como el mecanismo de Grotthuss.

AcidezEditar

El ion hidrónico puede incorporar un par de electrones de una base de Lewis a la molécula por aducción:

+
+ :L → +

Debido a esta captura de la base de Lewis (L), el ion hidrónico tiene carácter ácido de Lewis. En términos de la teoría de la base ácida dura/suave (HSAB), el hidrón desnudo es un ácido de Lewis infinitamente duro.

El hidrón juega un papel central en la teoría ácido-base de Brønsted-Lowry: una especie que se comporta como donante de hidrón en una reacción se conoce como ácido de Brønsted, mientras que la especie que acepta el hidrón se conoce como base de Brønsted. En la reacción genérica ácido-base que se muestra a continuación, HA es el ácido, mientras que B (mostrado con un par solitario) es la base:

HA + :B → +
+ :A-

La forma hidratada del catión hidrógeno, el ion hidronio (hidroxonio) H
3O+
(aq), es un objeto clave de la definición de ácido de Arrhenius. Otras formas hidratadas, el catión Zundel H
5O+
2, que se forma a partir de un protón y dos moléculas de agua, y el catión Eigen H
9O+
4, que se forma a partir de un ion hidronio y tres moléculas de agua, desempeñan un papel importante en la difusión de protones en una solución acuosa según el mecanismo de Grotthuss. Aunque el ion H
3O+
(aq) se muestra a menudo en los libros de texto introductorios para enfatizar que el hidrón nunca está presente como una especie no solvatada en una solución acuosa, es algo engañoso, ya que simplifica en exceso la especiación infamemente compleja del protón solvatado en el agua; a menudo se prefiere la notación H+
(aq), ya que transmite la solvatación acuosa sin comprometerse con el número de moléculas de agua involucradas.