Prime osservazioni
Nel 1675 Robert Boyle descrisse le caratteristiche tipiche delle sostanze acide e basiche.
Erano chiamate acidi quelle sostanze che:
- avevano sapore aspro;
- arrossavano la cartina al tornasole
- neutralizzavano le basi
- reagivano con alcuni metalli sviluppando idrogeno.
Si definivano basi quelle sostanze che:
- avevano sapore liscivioso e amaro;
- azzurravano la cartina al tornasole
- neutralizzavano gli acidi
- erano saponose al tatto.
La teoria di Arrhenius
Si definiscono acidi quelle sostanze che in soluzione acquosa si dissociano liberando ioni H+
e basiche quelle che liberano ioni OH-
La teoria di Arrhenius è stata considerata valida fino al 1923, quando è stata formulata una nuova definizione di acido e di base.
La teoria di Brønsted-Lowry
La necessità di usare l'acqua come solvente e la scoperta di sostanze che avevano un comportamento acido pur non avendo l'idrogeno come la CO2 e sostanze con comportamento basico come NH3, che non aveva l'ossidrile, rese necessario ridefinire il concetto di acido e di base.
Una sostanza da sola non è né un acido né una base ma si comporta da acido o da base a seconda del compagno con cui viene a trovarsi e che si comporta in modo opposto.
Un acido è una sostanza che cede protoni ad un compagno che li acquista.
acido + base → base coniugata + acido coniugato
In questo caso è già presente l'idrogeno, ma se guardiamo la reazione con l'anidride carbonica, H+ compare nella soluzione:
CO2 + H2O → HCO3- + H+
Una base è una sostanza che acquista protoni da un compagno che li cede.
base + acido → acido coniugato + base coniugata
Nei due casi precedenti l'acqua si comporta, in base al compagno, da acido o da base (composto anfotero).
In generale, si parla di coppie coniugate acido-base.
La teoria di Lewis
Lewis nel 1926 modificò ulteriormente le definizioni per poter comprendere anche le sostanze che non possedevano ioni H+, perciò utilizzò il trasferimento degli elettroni invece dei protoni.
Un acido è una sostanza che acquista una coppia di elettroni.
Sono perciò acidi: H+; cationi in gradoni formare legami dativi come Ag+, ed elementi con ottetti incompleti: BF3.
Base è una sostanza che cede una coppia di elettroni.
Sono basi: 
e 
Ad esempio, BF3 ha solo 6 elettroni nel livello più esterno, perciò può legarsi a F- con un legame dativo:
BF3 + F- → BF4-
BF3 che accetta la coppia di elettroni da F- funziona da acido, mentre F-, che cede la coppia di elettroni, si comporta da base.
In chimica organica, sinonimi di acido e base sono rispettivamente elettrofilo e nucleofilo.
Carattere acido e basico
Consideriamo il composto:
Se X ha un'alta elettronegatività, attira gli elettroni di H, che si stacca:
XOH → XO- + H+
Se X ha una bassa elettronegatività, è l'ossidrile a staccarsi:
XOH → X+ + OH-
Un composto X – O – H si comporta da acido, da anfotero o da base se X ha rispettivamente un'elettronegatività alta, media o bassa.
Forza di acidi e basi
Un acido e una base si dicono forti quando in acqua si dissociano completamente; quando si dissociano solo parzialmente sono acidi e basi deboli.
Negli acidi e basi forti l'equilibrio è completamente o quasi spostato verso destra, perciò il valore della costante di dissociazione è grande, mentre con gli acidi e basi deboli, accanto agli ioni, è presente una quantità considerevole di molecole indissociate, perciò la costante di dissociazione è piccola.
A un acido forte, nell'equilibrio acido-base, corrisponde una base coniugata debole, mentre a un acido debole corrisponde una base coniugata forte.
L'acidità è dovuta alla rottura elettrolitica tra un metallo e H. La scissione è facilitata se H è legato ad un atomo molto elettronegativo. Negli ossiacidi è molto importante l'elettronegatività dell'atomo centrale e il numero di atomi di ossigeno:
maggiore è l'elettronegatività dell'atomo centrale e più numerosi gli ossigeni, tanto più è forte l'acido.
acido debole
acido forte
HCl, HBr e HI sono forti mentre gli altri idracidi sono deboli. Per gli acidi ternari, sono forti quando il numero di O supera di 2 il numero degli H. Nella seconda e successive ionizzazioni degli acidi poliprotici, l'acido è sempre più debole.
Sono forti le basi formate da elementi del primo e secondo gruppo, tranne con il Be.