Le terme acide de Lewis est nommé d'après le chimiste américain Gilbert Lewis N.. Chimistes début reconnu un acide comme une substance avec un goût amer qui réagit avec certains métaux et qui neutralise les bases, ou des alcalis, produisant un sel. Depuis la fin du 19ème siècle, cependant, des tentatives ont été faites pour définir les acides et les bases d'une manière plus rigoureuse, et qui explique ce qui se passe réellement dans une réaction acido-basique. Lewis est la définition la plus large.
En 1883, le chimiste suédois Svante Arrhenius définit un acide comme une substance qui forme des ions hydrogène (H +) en solution aqueuse, et une base comme une substance qui forme hydroxyde (OH-) ions. Les ions H + qui sont simplement - protons - sont trop réactifs à exister dans une solution aqueuse, et associer avec des molécules d'eau pour former hydronium (H3O +) des ions. Définition d'Arrhenius s'est avérée très utile et couvre la plupart des composés généralement considérés comme des acides. Par exemple, l'acide chlorhydrique, une solution de chlorure d'hydrogène du gaz dans l'eau, fournit des ions H + qui forment des ions hydronium en solution: HCl + H2O → H3O + + Cl-. Cette définition est restée la norme jusque bien avant dans le 20e siècle et est encore fréquemment utilisé de nos jours.
Une caractéristique unique de tous les acides, c'est qu'ils neutralisent les bases pour produire des sels. Un exemple est la réaction de l'acide chlorhydrique avec de l'hydroxyde de sodium (NaOH) pour former du chlorure de sodium et de l'eau (H2O): H3O + Cl-+ Na + OH-→ Na + Cl-+ H2O. Ici, les ions H + fournis par l'acide chlorhydrique se sont combinés avec les ions OH-fournis par l'hydroxyde de sodium pour produire de l'eau, tandis que le Na + et Cl-sont combinés pour produire du sel, conformément à la théorie d'Arrhenius, mais des réactions similaires peuvent se produire entre des composés qui ne répondent pas aux définitions d'Arrhenius des acides et des bases. Par exemple, du chlorure d'hydrogène gazeux peut réagir avec de l'ammoniac gazeux pour former le sel de chlorure d'ammonium: NH3 + HCl → NH 4 + Cl-. Deux composés sont combinés pour former un sel, mais comme ils ne sont pas en solution, il n'y a pas de H + ou OH-ions présents, de sorte que les réactifs ne sont pas considérés comme un acide et une base selon Arrhenius.
En 1923, deux chimistes - Johaness Bronsted et Lowry - indépendamment Thomas est venu avec une nouvelle définition. Ils ont suggéré que l'acide est un donneur de protons et une base un accepteur de protons. Dans une réaction acide-base, de l'acide fournit un proton, ou d'ions H +, à la base, mais pas besoin réactif en solution, avec H + ou des ions OH-effectivement présents avant la réaction. Cette définition inclut tous les acides d'Arrhenius et les bases, mais explique aussi la combinaison de chlorure d'hydrogène gazeux et de l'ammoniac comme une réaction acide-base: le chlorure d'hydrogène covalente a fourni un proton à l'ammoniac pour former un sel d'ammonium (NH4 +) d'ions, qui fait Composé ionique avec l'ion Cl-.
Le chimiste américain Gilbert N. Lewis suggère, également en 1923, un concept élargi d'acides et de bases comme accepteurs de paires d'électrons et les bailleurs de fonds, respectivement. Selon cette définition, une réaction acido-basique comprend les réactifs formant une liaison coordonnée - une liaison covalente où les deux électrons partagés proviennent du même atome - avec les électrons provenant de la base. Dans la réaction de HCl-NaOH décrit ci-dessus, l'ion H + fournis par l'HCl accepte une paire d'électrons à partir de l'ion OH-fourni par le NaOH pour former de l'eau.
Selon cette théorie, donc, une base de Lewis est un composé qui a une paire d'électrons non lié disponible pour le collage. La structure de l'acide de Lewis est telle qu'elle peut atteindre une configuration stable par formation d'une liaison coordonnée avec une base de Lewis. Les bases doivent pas contenir des ions hydroxyde ou d'accepter des protons, et un acide de Lewis ne doit pas contenir un atome d'hydrogène ou un don protons. La définition inclut tout acide de Lewis Arrhenius et de Brønsted-Lowry acides ainsi que de nombreuses substances qui ne répondent pas aux Brønsted-Lowry ou des critères d'Arrhenius.
Un bon exemple d'une telle substance est le trifluorure de bore (BF3). Dans ce composé, le bore, qui a normalement trois électrons dans son enveloppe externe, a formé des liaisons covalentes, partageant une paire d'électrons à chacun des trois atomes de fluor. Bien que le composé est stable, il a de la place pour deux électrons de plus dans son enveloppe extérieure. On peut donc former une liaison coordonnée avec un donneur de paire d'électrons - en d'autres termes, une base.
Par exemple, on peut combiner avec de l'ammoniac (NH3), qui possède un atome d'azote avec une paire d'électrons non lié, en tant que trois des cinq électrons dans l'enveloppe extérieure de l'azote sont en liaisons covalentes avec les trois atomes d'hydrogène. La combinaison de trifluorure de bore et d'ammoniac est donc la suivante: BF3 +: NH3 → BF3: NH3 - le ":" représente la paire d'électrons de l'atome d'azote de l'ammoniac. Le trifluorure de bore est ainsi se comporter comme un acide de Lewis et de l'ammoniac comme base.