Protonoitunut

Protonoitunut on kemiallinen tila, jossa molekyyli tai ioni on vastaanottanut protonin (H+). Protonoituminen on yleinen happo-emäs-reaktioihin liittyvä prosessi, jossa emäksinen kohde saa protonin ja muodostaa konjugoidun hapon kaltaisen muodon. Protonoituneen muodon vastakohta on deprotonoitunut muoto, jossa protoni on jo mennyt pois.

Protonoituminen tapahtuu pääasiassa veden kaltaisessa vesiliuoksessa, missä protonin luovuttaja on yleensä hydronium-ioni (H3O+). Protonointikohtia ovat usein ympäristökemialliset funktioryhmät, kuten amiini-ryhmät (R-NH2 → R-NH3+), which lisäävät positiivista varausta, sekä karboksyyliryhmät (R-COO− → R-COOH), joissa tila riippuu pH:sta ja pKa-arvoista. Monissa molekyyleissä protonointia voi tapahtua usealla paikalla, mikä johtaa useisiin eri protonoituneisiin tiloihin.

Merkittäviä vaikutuksia protonoitumisella on molekyylin kemialliselle käyttäytymiselle. Protonoituminen muuttaa varausta ja usein myös reaktiivisuutta, liukoisuutta sekä rakenteellisia ominaisuuksia. Elimistössä protonoituneiden tilojen tasapainot ovat elintärkeitä, sillä pH säätelee proteiinien ja entsyymien aktiivisuutta sekä sideiden muodostumista. Analyyttisissä menetelmissä protonoituja muotoja hyödynnetään esimerkiksi massaspektrometriassa muodostamalla molekyylin [M+H]+ -adduotteja. Myös laskennallisessa kemiassa protonoituneita tiloja arvioidaan pKa-arvojen perusteella.