在酸堿質(zhì)子理論提出的同一年,美國(guó)化學(xué)家G.N. Lewis提出了酸堿電子理論。
該理論的基本要點(diǎn)是,酸是任何可以接受電子對(duì)的分子或離子物種,酸是電子對(duì)的接受體,必須具有可以接受電子對(duì)的空軌道。堿則是可以給出電子對(duì)的分子或離子物種,堿是電子對(duì)的給予體,必須具有未共享的孤對(duì)電子。酸堿之間以共價(jià)配鍵相結(jié)合。
Lewis的酸堿電子理論的適用范圍更廣泛。例如,H+與OH-反應(yīng)生成H2O,這是典型的Arrhenius電離理論的酸堿中和反應(yīng)。質(zhì)子理論也能說明H+是酸,OH-是堿。根據(jù)酸堿電子理論,OH-具有孤對(duì)電子,能給出電子對(duì),它是堿;而H+有空軌道,可接受電子對(duì),是酸;H+與OH-反應(yīng)生成含配位鍵的酸堿加合物H2O。
在氣相中氯化氫與氨反應(yīng)生成氯化銨。這一反應(yīng)既可用質(zhì)子理論解釋,也可用電子理論解釋。按照電子理論,NH3中N上的孤對(duì)電子提供給HCI中的H(指定原來HCl的H-CI鍵的共用電子對(duì)完全屬于Cl之后,H有了空軌道),形成NH+4:中的配位共價(jià)鍵[H3N→H]+。
堿性氧化物Na2O與酸性氧化物SO3反應(yīng)生成鹽Na2SO4,該反應(yīng)也是酸堿反應(yīng)。然而,該反應(yīng)不能用質(zhì)子理論說明。但根據(jù)酸堿電子理論,Na2O中的O2-具有孤對(duì)電子,是堿;SO3中S能提供空軌道接受孤對(duì)電子,是酸;Na2O與SO3反應(yīng)生成含配位鍵的酸堿加合物Na2SO4。B(OH)3與水反應(yīng)并不是給出它自身的質(zhì)子,而是B(有空軌道)接受了H2O的OH-中O2-提供的孤對(duì)電子形成B(OH)-4,因此,硼酸H3BO3不是質(zhì)子酸,而是Lewis酸。
Lewis酸的范圍很廣泛,許多配合物和有機(jī)化合物都是Lewis酸堿的加合物。但是酸堿電子理論也不是完美無瑕的,其缺點(diǎn)是不易確定酸堿的強(qiáng)度。