염기

요약 일반적으로 수용액 상태에서 해리하여 수산화이온을 내놓는 물질을 가리킨다.

염기에 대한 정의는 여러 가지가 있는데 특히 스웨덴의 화학자 아레니우스가 1889년에 정의한 것이 일반적으로 사용된다. 즉, 수용액 상태에서 해리하여 수산화이온을 내놓는 물질이 아레니우스의 정의에 의한 염기이며 그 대표적인 예가 수산화나트륨 NaOH와 같은 물질이다. NaOH는 물에 녹아 거의 대부분 이온화하여 Na⁺와 OH^-를 내놓는다. 그런데 아레니우스의 정의로는 수용액 상태에서만 설명이 가능했고 수용액이 아닌 상태에서 일어나는 산염기반응을 설명할 수 없었다.

그래서 브뢴스테드와 로우리에 의해 좀 더 넓은 개념의 정의가 제시되었다. 브뢴스테드와 로우리의 정의에 의하면 염기는 양성자(H⁺)를 받아들일 수 있는 물질이다. 예를 들어, 염산 HCl과 암모니아 NH₃를 반응시키면 산인 염산은 암모니아에 양성자(H⁺)를 주고, 염기인 암모니아는 염산으로부터 양성자(H⁺)를 받아, Cl^-와 NH₄⁺를 만든다. 그후 브뢴스테드와 로우리의 정의로는 설명할 수 없는 산염기 반응이 알려지면서 한계에 부딪혔고, 루이스가 다시 산염기에 대한 정의를 내렸다.

루이스의 정의에 의하면 염기는 비공유전자쌍을 내놓는 물질이다. 이와 같은 설명에 의해 암모니아와 삼플루오린화붕소 BF₃의 반응에 대한 설명이 가능해졌다. 암모니아는 질소 원자에 비공유전자쌍(H₃N:)을 가지고 있으며, 삼플루오린화붕소의 붕소 원자는 옥텟규칙을 만족하지 못하고 있어 비공유전자쌍을 받을 수 있다. 그래서 암모니아는 삼플루오린화붕소에 비공유전자쌍을 제공하고 삼플루오린화붕소는 전자쌍을 받아 결합이 이루어진다. 즉, 암모니아는 루이스의 정의에 의한 염기이다.