1806年に提案されたGrotthussメカニズムは、水溶液および他のヒドロキシル化溶媒中の陽子の輸送について説明しています。 Grotthussメカニズムでは、一連の水素結合再編成を介して陽子が水分子間で伝達されます。このプロセスは、次のように表現できます。
H3O + + H2O→H2O + H3O +
この反応では、プロトン（H+）を水素イオン（H3O+）から水分子に移します。その後、水分子は新しい水素イオンになり、プロセスが継続できます。
Grotthussメカニズムは協調プロセスです。つまり、プロトンの移動は周囲の水分子によって促進されます。これは、水分子が互いに水素結合されているためであり、これらの水素結合を再配置して、プロトンが溶液を通過できるようにすることができます。
Grotthussメカニズムは、プロトンを水中で輸送する非常に効率的な方法です。陽子は、最大10^7 cm/sの速度で水を通過できると推定されています。
eigenメカニズム
1964年に提案された固有メカニズムは、水中のプロトン輸送の異なるメカニズムです。固有メカニズムでは、一連のプロトンジャンプ反応を介して陽子が水分子間で伝達されます。このプロセスは、次のように表現できます。
H3O + + H2O→OH- + H2O + H +
この反応では、プロトン（H+）をハイドロニウムイオン（H3O+）から水分子に移し、水酸化物イオン（OH-）と水分子の形成をもたらします。その後、プロトンは別の水分子にジャンプでき、プロセスは継続できます。
固有メカニズムは非協力的なプロセスです。つまり、プロトン移動は周囲の水分子の関与を必要としません。これは、プロトンジャンプ反応が、十分に近い2つの水分子間で発生する可能性があるためです。
固有のメカニズムは、水中で陽子を輸送するための卑劣なメカニズムほど効率的ではありません。陽子は、最大10^5 cm/sの速度で水を通過できると推定されています。
要約、 Grotthussメカニズムと固有メカニズムは、水中のプロトン輸送の2つの主要なメカニズムです。 Grotthussメカニズムはより効率的ですが、固有メカニズムはより閉じ込められた環境で発生する可能性があります。
