Ученые 200 лет пытались определить закономерности течения химических реакций в воде, и, в частности, объяснить различную скорость распространения положительных и отрицательных ионов. Оказалось, что в чистой воде есть два типа ионов-антагонистов, один из который провоцирует «прыжки» водорода во время реакций, в то время как второй их сдерживает и подавляет. Первый тип называется гидроний, а второй - гидроксид.
В ходе экспериментов физики выявили более высокую скорость диффундирования гидрония благодаря двойным и тройным прыжкам протонов, однако возможны они только, если вода промежуточных состояниях выступает в качестве гидрония. При этом структура гидроксида не способствует прыжкам, в ней могут происходить только отдельные переходы ионов.