水に溶けたときに電離して、水素イオンを生ずる物質。酸味をもつ・青色リトマス試験紙を赤色に変える・塩基と反応して塩と水を生じるなどのいわゆる酸性は水素イオンの性質による。イオン化列で水素よりも前にある金属を溶かして塩をつくり水素ガスを発生する。酸はその電離度により、強酸と弱酸に区別される。現在では水溶液のみでなく、広範な化学反応を酸・塩基の立場で説明するために、酸を陽子供与体としたり、電子対受容体とする定義が用いられている。酸さんacid化学的性質に従って物質を分類するとき、相反する性質をもつ塩基とともに対照的に、そして相補的に定義される物質。塩基の性質を打ち消す性質をもつ物質が酸であり、逆に、酸の性質を打ち消す性質をもつ物質が塩基である。酸は、洋の東西を問わず、食酢や果汁のような酸性物質の示す味覚から「酸」とよばれるようになった(ラテン語の酸っぱいを意味するacidusに由来する、英語のacidを導入したのは1626年、F・ベーコンである)。鉱物起源の無機酸(鉱酸)があり、これらの酸が木灰などのアルカリ(塩基)の性質を中和することは、錬金術の時代までにすでに知られていた。リトマス紙が酸によって赤色に、アルカリによって青色になる事実は17世紀に知られた。リトマス紙とは、地中海産のコケから抽出される色素をしみ込ませた紙である。ne(フランス語)と命名したが、これは文字どおり、酸素を「酸の素(もと)」と考えたからである。19世紀になると、塩酸HCl、ヨウ化水素酸HI、青酸HCN(シアン化水素酸)などの、酸素は含まないが、水素を共通に含む酸の存在が明らかになり、酸には「酸素酸」と「水素酸」の2種類があるとされたこともあった。電離説に基づいて、酸・塩基の統一的定義をスウェーデンのS・A・アレニウスが提出したのは1884年のことである。[岩本振武]近代の概念―アレニウスの理論アレニウスによれば、酸とは水に溶けて電離することにより、水素イオンH+を放出する物質であり、塩基とは同様の過程により、水酸化物イオンOH-を放出する物質である。酸HAあるいは塩基BOHは水溶液中で図Aの(1)あるいは(2)の解離平衡にあり、(4)、(5)で与えられる解離定数の大小によって酸・塩基の強弱が比較できる。酸と塩基との中和反応(4)によって、塩BAと水を生ずる。アレニウスの定義は、水溶液系での酸・塩基の挙動を明快に説明したが、水以外の溶媒(非水溶媒)ではかならずしも成立せず、また、それ自身には解離する水素あるいはヒドロキシ基をもたない物質には適用できない欠点があることもわかった。酸には例が少ないが、アンモニアやピリジンなどの塩基は、OHを含んではいないけれども、それらの水溶液は塩基性である。[岩本振武]ブレンステッドの理論1923年にデンマークのJ・N・ブレンステッドによって提出された酸・塩基の理論は、これらの欠点を克服するものであった。彼の理論によると、酸と塩基は水素イオンを介した共役関係にある。酸は水その他の溶媒に溶けて水素イオンを放出する物質であり、その限りではアレニウスの定義とほとんど変わりない。水素イオンを放出したあとに残る、酸根に相当する物質は、その酸と共役関係にある塩基である、とするのである。この考えによると、酸あるいは塩基とされる物質が溶媒に溶ける反応自体が、すでに一つの酸・塩基反応となる。溶媒は、酸に対しては塩基、塩基に対しては酸として作用する両性物質になる。図Bの(1)の酸HAが水に溶ける反応では、HAはH+を放出して共役塩基A-になるが、H+は塩基として作用するH2Oに受け取られてH3O+となる。H3O+とH2Oとは、互いに共役する酸・塩基の組合せとなる。図Bの(2)の塩基Bが水に溶ける反応では、HB+とB、およびH2OとOH-がそれぞれ互いに共役する酸・塩基の組合せとなる。一方が酸、一方が塩基となる溶媒分子間の反応で、互いに共役する塩基と酸になるとみることができる。このように、ブレンステッドの定義によると、酸・塩基の反応は、かならず2組の共役酸・塩基反応の組合せとなる。これらの関係を整理すると、結局のところ、水素イオンを放出する物質が酸であり、受け取る物質が塩基である。[岩本振武]概念の完成―ルイスの理論ブレンステッドの定義は、水素イオンを解離する溶媒(プロトン性溶媒)の系には成立するけれども、そのような水素をもたない非プロトン性の溶媒の中でも、形式的には酸・塩基反応と同じになる反応がある。このような系に対して、ブレンステッドの提案と同じ年の1923年、アメリカのG・N・ルイスは、さらに拡張された酸・塩基の定義を提出した。ルイスによれば、結合に関与する電子対を受け取る受容体(アクセプターacceptor)が酸であり、電子対を提供する供与体(ドナーdonor)が塩基である。この定義によると、アレニウスおよびブレンステッドの定義した酸・塩基も矛盾なく説明され、さらに配位錯体の生成反応も酸・塩基の反応として説明される。[岩本振武]酸・塩基の硬さと軟らかさルイスの定義による酸・塩基は、ルイス酸、ルイス塩基とよばれることが多い(図C)。配位錯体の生成は、ルイス酸に対するルイス塩基の配位である。配位錯体の安定性や反応性は、受容体原子と供与体原子との組合せによって支配されることが多い。一般にイオン半径または原子半径が小さくて電荷密度の高い受容体を硬い酸、同じく供与体を硬い塩基、逆にイオン半径または原子半径が大きくて電荷密度の低い受容体および供与体を軟らかい酸および軟らかい塩基という。硬いものどうしの結合はイオン性が強く、軟らかいものどうしの結合は共有性が強い。principleという。硬いものどうし、軟らかいものどうしの組合せは、一般に安定な配位錯体を与える。化学的に、電離して水素イオンを出し、また塩基を中和して塩を生ずることができる物質。水素原子をほとんど完全に電離するものを強酸、わずかしか電離しないものを弱酸という。ふつう、溶液はリトマス試験紙を赤変する。現代では、プロトン(陽子)を供与したり、電子対を受容する物質と定義されるようになった。