안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
산과 염기 개념은 수용액 반응에서 양성자 이동, 그리고 전자쌍 이동으로 관점이 확장되어 왔습니다. 1884년 아레니우스는 수용액에서 수소 이온을 내놓는 물질을 산, 수산화 이온을 내놓는 물질을 염기로 정의했으나, 이는 수용액 상태에만 한정되고 수산화 이온이 없는 암모니아의 염기성을 설명하지 못하는 한계가 있었습니다. 이를 극복하기 위해 1923년 브뢴스테드와 로우리는 양성자를 주는 물질을 산, 받는 물질을 염기로 재정의하여 기체 상태나 비수용액 반응까지 설명 범위를 넓혔습니다. 그러나 여전히 양성자의 이동이 필수적이라는 제약이 있었습니다.
같은 해 루이스는 반응의 근본 원인인 전자쌍의 이동에 주목하여, 비공유 전자쌍을 받는 물질을 산, 주는 물질을 염기로 정의했습니다. 이를 통해 양상자가 전혀 관여하지 않는 금속 착이온 형성이나 유기 화학 반응까지 산·염기 개념으로 통섭할 수 있게 되었습니다.
결과적으로 세 정의는 아레니우스 산·염기가 브뢴스테드-로우리 개념에 속하고, 이는 다시 루이스 산·염기 개념에 포함되는 포괄적 포함 관계를 가집니다.