Мы уже несколько раз затрагивали процессы диссоциации воды и электролиза. Обычно, не вдаваясь в детали, пишут, что молекула H2O разваливается на протон H+ и гидроксильную группу OH-. Сейчас у нас есть всё для того, чтобы более детально разобраться в том, как это происходит.
Снова представим себе стакан с водой, в котором молекулы воды то устанавливают, то рвут друг с другом водородные связи. Так вот очень редко, но тем не менее вероятно, что, когда одна молекула воды решит порвать водородную связь со своей соседкой, у атома водорода в этой молекуле может оказаться собственное мнение на этот счет.
Может случиться так, что этому атому водорода очень даже нравилось с соседкой-кислородиной сожительствовать, и наплевать ему было, что у нее уже двое своих таких же, как он. Как бы то ни было, атом водорода решает порвать отношения со своей исходной молекулой воды.
Именно в этот момент рождается гидроксильная OH- группа. Она, хотя и потеряла один водород, но зато оторвала и забрала себе, наверное в качестве компенсации, его электрон.
Решивший сменить компанию и потерявший ради этого свой электрон H+ остается с соблазнившей его молекулой H2O. Этот переметнувшийся водород становится гидратированным протоном. А всю конструкцию целиком называют гидроксонием и записывают как H3O+.
Этот процесс называют протонированием или, в случае гомогенной среды, автопротолизом.
В дальнейшем H+ может перескочить на другую молекулу, обеспечив тем самым движение заряда в воде.
Первым идею о таком механизме высказал молодой немецкий химик с трагической судьбой Теодор фон Гротгус в 1806 г. Поэтому такой механизм передачи протона называют еще механизмом Гротгуса.