В химии протонирование (или гидронирование ) представляет собой присоединение протона (или гидрона , или катиона водорода), обычно обозначаемого как H + , к атому , молекуле или иону , образуя сопряженную кислоту . [1] (Дополнительный процесс, когда протон удаляется из кислоты Бренстеда-Лоури , называется депротонированием .) Вот некоторые примеры:
Протонирование является фундаментальной химической реакцией и является шагом во многих стехиометрических и каталитических процессах . Некоторые ионы и молекулы могут подвергаться более чем одному протонированию и называются многоосновными, что справедливо для многих биологических макромолекул . Протонирование и депротонирование (удаление протона) происходят в большинстве кислотно-основных реакций ; они являются ядром большинства теорий кислотно-основных реакций. Кислота Бренстеда-Лоури определяется как химическое вещество , которое протонирует другое вещество. При протонировании субстрата масса и заряд каждого вида увеличиваются на одну единицу, что делает это важным шагом в определенных аналитических процедурах, таких как электрораспылительная масс-спектрометрия . Протонирование или депротонирование молекулы или иона может изменить многие другие химические свойства, а не только заряд и массу, например , растворимость , гидрофильность , восстановительный потенциал или окислительный потенциал , а также могут измениться оптические свойства .
Протонирование часто происходит быстро, отчасти из-за высокой подвижности протонов во многих растворителях. Скорость протонирования связана с кислотностью протонирующего вида: протонирование слабыми кислотами происходит медленнее, чем протонирование того же основания сильными кислотами . Скорости протонирования и депротонирования могут быть особенно медленными, когда протонирование вызывает значительные структурные изменения. [2]
Протонирование обычно обратимо, и структура и связь сопряженного основания обычно не изменяются при протонировании. Однако в некоторых случаях протонирование вызывает изомеризацию , например, цис - алкены могут быть преобразованы в транс -алкены с использованием каталитического количества протонирующего агента. Многие ферменты, такие как сериновые гидролазы , действуют по механизмам, которые включают обратимое протонирование субстратов.