Base

Das Wort "Base"

Schon sehr früh in der Geschichte der Chemie kannte man Säuren und ihre Eigenschaften, als gutes Beispiel ist hier die Essigsäure zu nennen. Man wusste auch, dass Säuren durch bestimmte Stoffe neutralisiert werden können und dass Säuren mit einigen Verbindungen zu Salzen reagieren. Diese Stoffe wurden früher als "Alkali" bezeichnet. Dieses Wort stsammt aus dem Arabischen (al kali = Pflanzenasche). Noch heute spricht man von alkalischen Lösungen, wenn man Natronlauge, Ammoniakwasser, Kalkwasser und ähnliche Lösungen meint.

Die Alchemisten und die Naturforscher des 16. und 17. Jahrhunderts wussten bereits, dass Salz aus zwei Komponenten bestehen, einem Säure-Anteil und einem Alkali-Anteil. Die Säure-Anteile waren recht früh bekannt, aber die Alkali-Anteile waren schwieriger zu finden und einzuordnen. Bei Calciumsalzen war das kein Problem, Gips besteht beispielsweise aus einem Schwefelsäure-Anteil (sauer) und einem Calcium-Anteil. Calciumverbindungen wie Calciumoxid oder Calciumcarbonat reagieren alkalisch, wenn man sie in Wasser auflöst.

Bei anderen Salzen dagegen fand man Alkali-Anteile, die in keiner Weise alkalische reagierten. Ein Beispiel ist hier das Zink. Zink, Zinkoxid und Zinkhydroxid haben keine alkalischen Eigenschaften. Solche Komponenten, die zusammen mit einer Säure ein Salz bilden können, nannte man dann "Basen". Diese Komponenten waren sozusagen die Basis eines Salzes. Im Jahre 1754 definierte Guillaume-François Rouelle (1703-1770) eine Base als einen Stoff, der mit Säuren zu Salzen reagieren kann.

Arrhenius 1887

1884 definierte Svante August Arrhenius (1859 - 1927), ein schwedischer Physiker und Chemiker, Basen als Stoffe, die bei ihrer Dissoziation Hydroxid-Ionen abgeben. Die Verbindung Ammoniak, die ja auch Säuren neutralisiert, konnte Arrhenius noch nicht so richtig einordnen, weil sie keine Hydroxid-Ionen enthält.

Brønsted 1923

1923 stellte Johannes Nicolaus Brønsted (1879-1947) ein erweitertes Modell des Base-Begriffs vor. Nach Brønsted sind Basen Teilchen (nicht Stoffe!), die Protonen aufnehmen können. Er bezeichnete solche Teilchen dann auch als Protonenakzeptoren (im Gegensatz zu den Säuren, die bereits Arrhenius als Protonendonatoren bezeichnete).

Lewis 1923

Zur gleichen Zeit wie Brønsted, also 1923, stellte auch Gilbert Newton Lewis ein Säure-Base-Konzept auf. Nach Lewis sind Basen elektronegative Teilchen mit einem freien Elektronenpaar, das mit dem leeren Orbital einer Lewis-Säure überlappen kann. Für alle Brønsted-Basen wie OH-, NH3 etc. trifft dies zu, aber nicht alle Lewis-Basen sind gleichzeitig Brønsted-Basen. Ein Extremfall stellt beispielsweise die C=C-Doppelbindung dar, die eine Lewis-Base ist, weil sie mit dem leeren 1s-Orbital eines Protons überlappen kann.

Pearson 1963

1963 veröffentlichte Ralph G. Pearson das Konzept der harten und weichen Säuren und Basen (HSAB-Konzeptvon "Hard and Soft Acids and Bases". "Harte" Säuren und Basen sind demnach Lewis-Säuren bzw. -Basen, die eine hohe Ladungsdichte aufweisen, also relativ klein sind. Das Proton ist danach eine harte Säure, das Fluorid-Anion eine harte Base. Säuren und Basen mit geringer Ladungsdichte (also großen Radius) sind nach diesem Konzept "weiche" Säuren bzw. Basen. Das Sulfid-Ion S^2- ist ein Beispiel für eine weiche Base.