Oksoniumioni on mikä hyvänsä hapen kationi, jolla on kolme sidosta ja sen varaus on +I. Yksinkertaisin oksoniumioni on protonin ja vesimolekyylin yhdiste, hydroniumioni (H3O+), joka antaa liuokselle sen happamat ominaisuudet.
Hapot muodostavat vedessä protolysoituessaan oksoniumioneja. Vesi (Lewisin emäksenä) luovuttaa protonille H+ (Lewisin happo) elektroniparin muodostaen oksoniumionin:
- HA + H2O → A- + H3O+
Koetulokset viittaavat siihen, että haposta irronnut protoni voi sitoutua useampaankin vesimolekyyliin, jolloin syntyy seuraavia monimutkaisempia oksoniumioneja:
- Eigenin kationi, tetrahydraatti, H3O+(H2O)3 eli H9O4+
- Zundlin kationi, symmetrinen dihydraatti, H+(H2O)2 eli H5O3+, ja
- Stoyanovin kationi, laajentunut Zundelin kationi, heksahydraatti, H+(H2O)2(H2O)4 eli H13O6+
Oksoniumionin konsentraation avulla voidaan laskea liuoksen pH-arvo yhtälöstä:
, jossa [H30+] on liuoksen oksoniumkonsentraatio (mol/dm3).
![{\displaystyle pH=-\log _{10}[H_{3}O^{+}]\ \!}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/94c8a3cca2c84b80b986d7c2730dac0048883315)