Teoria Lewis a acizilor și bazelor, numită după chimistul GN Lewis, încearcă să clarifice modul în care două clase de substanțe chimice – acizi și baze – interacționează între ele. Un acid Lewis este definit ca o substanță care acceptă o pereche de electroni într-o reacție chimică, în timp ce o bază Lewis este o substanță care donează o pereche de electroni. Deși nu este cea mai învățată înțelegere a acizilor și bazelor, definițiile lui Lewis sunt ample și utile în studierea multor tipuri diferite de reacții.
Compușii chimici sunt formați din atomi legați împreună pentru a forma o moleculă. Fiecare dintre acești atomi este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv și un anumit număr de electroni, care poartă o sarcină negativă. Electronii înconjoară nucleul într-o serie de orbiti sau niveluri diferite de energie.
Dacă un atom are deficit de electroni – sau, cu alte cuvinte, dacă are spațiu în orbitalii săi de umplut – poate atrage electroni de la un alt atom, conectând cele două substanțe printr-o legătură chimică în care electronii sunt împărțiți. O bază Lewis este compusul care donează o pereche de electroni în acest proces. Electronii dintr-o legătură sunt adesea împărțiți în mod inegal între doi atomi, astfel încât baza îi poate „pierde” în mod eficient față de celălalt compus.
Teoria Lewis este utilă pentru a explica de ce apar anumite reacții chimice. De exemplu, dioxidul de carbon (CO2) reacţionează cu apa (H2O) pentru a forma acid carbonic (H2CO3). Un atom de carbon legat de doi atomi de oxigen formează dioxid de carbon, în timp ce doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen formează apă.
În cursul reacției, atomul de oxigen al apei donează o pereche de electroni atomului de carbon de dioxid de carbon, formând o legătură între cele două molecule. Apa este o bază Lewis în această situație, deoarece este donatorul de electroni. Dioxidul de carbon acceptă electronii în structura sa, deci este acidul Lewis.
Reacția de mai sus nu a putut fi descrisă de cealaltă teorie populară a acidului și bazelor, modelul Bronsted-Lowry, deoarece nu implică un transfer de protoni. Teoria Bronsted-Lowry, spre deosebire de teoria lui Lewis, se bazează pe donarea de protoni. În acest sistem, acidul este compusul care donează o particulă încărcată pozitiv, numită proton, în timp ce baza este acceptorul de protoni. În timp ce acest model este util în descrierea multor interacțiuni, teoria Lewis este uneori preferată datorită domeniului său mai larg.
Bazele Lewis sunt clasificate în diferite tipuri în funcție de care orbital de electroni donează perechea de electroni. Adesea, o bază Lewis va fi un anion – o substanță sau un compus care poartă o sarcină negativă din cauza unei supraabundențe de electroni. Amoniacul este considerat o bază Lewis, la fel ca apa și anumiți compuși organici.