ヒドロニウム

水溶液中においては、自己解離または溶媒よりも強酸を加えることによって生じる：

${\displaystyle {\ce {2H2O -> H3O^+ + OH^-}}}$ または ${\displaystyle {\ce {HA + H2O -> A^- + H3O^+}}}$

${\displaystyle {\ce {H3O^+}}}$はライオニウムとしてはたらき、リエイトである水酸化物イオン濃度とは25 °Cにおいて以下の関係が成り立つ^[2]。

${\displaystyle K_{\mathrm {w} }=[\mathrm {H_{3}O} ^{+}][\mathrm {OH} ^{-}]=10^{-14}~\mathrm {mol^{2}~L^{-2}} }$

${\displaystyle K_{\mathrm {w} }}$ は水のイオン積または水の自己解離定数と呼ばれる。

水溶液の酸性度を表すpHは ${\displaystyle {\ce {H3O^+}}}$ の活量により定義される。

${\displaystyle \mathrm {pH} =-\log _{10}a_{\mathrm {H_{3}O^{+}} }}$

希薄水溶液中では近似的に活量は濃度に等しく、計算を簡単にするために通常は下記のように活量の代わりにモル濃度を用いることが多い。

${\displaystyle \mathrm {pH} =-\log _{10}{\frac {[\mathrm {H_{3}O^{+}} ]}{\mathrm {mol~L^{-1}} }}}$

酸塩基平衡に関する化学反応式においては便宜的に H⁺（水素イオン、プロトン）で表されることが多い。