Почему основания реагируют с протоном?

[Mathdream]

Возьмём, к примеру, основание K(OH). К гидроксильной группе присоединён калий с очень низкой электроотрицательностью. Зачем этому веществу реагировать с ионом водорода?

[arseniiv]

В водном растворе? Там-то уже калий не присоединён, $\mathrm{KOH}$ сильное основание и диссоциирует на $\mathrm{K^+}$ и $\mathrm{OH^-}$ основательно. Вопрос превращается в «зачем гидроксил-иону реагировать с ионом водорода», и тут уместно вспомнить константу диссоциации воды.

[Droog_Andrey]

Константа диссоциации воды лишь констатирует факт выгодности взаимодействия, но не отвечает на вопрос "почему?".

На самом деле протон (точнее говоря, катион водорода) в составе химического вещества (или смеси таковых) не бывает изолированным, т.к. на нём слишком высокая плотность заряда из-за маленького размера. Он способен "вонзаться" в электронную оболочку даже таких частиц, как атом неона или гелия. Именно поэтому катион водорода не способен участвовать в образовании ионной связи (в отличие от того же катиона калия или $\rm{H^-}$) и образует ковалентную связь.

Однако мы часто используем обозначение $\rm{H^+}$, поскольку ион водорода способен себя вести как химически свободная частица (например, в растворе). Несмотря на прочные ковалентные связи с молекулами растворителя ($\rm{OH_3^+}$ в воде или аммоний в жидком аммиаке) он экстремально подвижен за счёт реализации эстафетного механизма (во многом благодаря маленькой массе, способствующей туннелированию).

Так что основания "гасят" протоны в водном растворе потому, что иону водорода выгоднее присоединиться к атому кислорода в составе частицы $\rm{OH^-}$, чем к атому кислорода в составе частицы $\rm{OH_2}$, из-за отрицательного заряда и большей поляризуемости $\rm{OH^-}$ (первый фактор усиливает притяжение частиц, второй облегчает формирование ковалентной связи из неподелённой электронной пары атома кислорода).