คำว่ากรดลูอิสตั้งชื่อตาม Gilbert N. Lewis นักเคมีชาวอเมริกัน นักเคมียุคแรกยอมรับว่ากรดเป็นสารที่มีรสเปรี้ยวซึ่งทำปฏิกิริยากับโลหะบางชนิดและทำให้เบสหรือด่างทำให้เป็นกลางกลายเป็นเกลือ อย่างไรก็ตามตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 ความพยายามได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อกำหนดกรดและเบสอย่างเข้มงวดยิ่งขึ้นและเป็นสิ่งที่อธิบายถึงสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในปฏิกิริยาของกรดเบส ลูอิสเป็นคำจำกัดความที่กว้างที่สุด
ในปี ค.ศ. 1883 Svante Arrhenius นักเคมีชาวสวีเดนได้กำหนดกรดเป็นสารที่ก่อให้เกิดไอออนไฮโดรเจน (H + ) ในสารละลายที่เป็นน้ำและฐานเป็นสารที่ก่อตัวเป็นไฮดรอกไซด์ (OH - ) ไอออน H + - ซึ่งเป็นเพียงโปรตอน - มีปฏิกิริยาเกินกว่าที่จะมีอยู่ในสารละลายน้ำและเชื่อมโยงกับโมเลกุลของน้ำเพื่อสร้างไฮโดรเนียม (H 3 O + ) คำจำกัดความของ Arrhenius พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์มากและครอบคลุมสารประกอบส่วนใหญ่ที่มักถูกมองว่าเป็นกรด ตัวอย่างเช่นกรดไฮโดรคลอริกซึ่งเป็นสารละลายของก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ในน้ำให้ H + ไอออนซึ่งเป็นไอออนของไฮโดรเนียมในสารละลาย: HCl + H 2 O → H 3 O + + Cl - คำจำกัดความนี้ยังคงเป็นมาตรฐานจนถึงศตวรรษที่ 20 และยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน
คุณสมบัติที่กำหนดของกรดทั้งหมดก็คือทำให้เป็นกลางเพื่อสร้างเกลือ ตัวอย่างคือปฏิกิริยาของกรดไฮโดรคลอริกกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) เพื่อผลิตโซเดียมคลอไรด์และน้ำ (H 2 O): H 3 O + Cl - + Na + OH - → Na + Cl - + H 2 O. ที่นี่ H + ไอออนที่ได้จากกรดไฮโดรคลอริกรวมกับไอออนของโซเดียมไฮดรอกไซด์เพื่อผลิตน้ำในขณะที่ Na + และ Cl - ไอออนได้รวมกันเพื่อผลิตเกลือตามทฤษฎีของ Arrhenius อย่างไรก็ตามปฏิกิริยาที่คล้ายกันสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างสารประกอบที่ไม่ตรงกับคำจำกัดความของ Arrhenius ของกรดและเบส ตัวอย่างเช่นก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์สามารถทำปฏิกิริยากับก๊าซแอมโมเนียเพื่อสร้างเกลือแอมโมเนียมคลอไรด์: HCl + NH 3 → NH 4 + Cl - สารประกอบสองตัวได้รวมกันเพื่อก่อตัวเป็นเกลือ แต่เนื่องจากพวกมันไม่ได้อยู่ในสารละลายจึงไม่มี H + หรือ OH - ไอออนอยู่ดังนั้นตัวทำปฏิกิริยาจึงไม่มีคุณสมบัติเป็นกรดและเบสตาม Arrhenius
ในปีพ. ศ. 2466 นักเคมีสองคนคือ Johaness Bronsted และ Thomas Lowry ได้ออกคำนิยามใหม่โดยอิสระ พวกเขาแนะนำว่ากรดเป็นผู้บริจาคโปรตอนและเป็นตัวรับโปรตอน ในปฏิกิริยาของกรดเบสกรดจะให้โปรตอนหรือ H + ไอออนไปยังฐาน อย่างไรก็ตามไม่จำเป็นต้องมีสารตั้งต้นในการแก้ปัญหาโดยที่ H + หรือ OH - ไอออนจะเกิดขึ้นจริงก่อนปฏิกิริยา คำจำกัดความนี้รวมถึงกรดและเบสของ Arrhenius ทั้งหมด แต่ยังอธิบายถึงการรวมกันของก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์และแอมโมเนียเป็นปฏิกิริยากรด - เบส: ไฮโดรเจนคลอไรด์โควาเลนต์ได้ให้โปรตอนกับแอมโมเนียในรูปแบบแอมโมเนียม (NH 4 + ) รูปแบบสารประกอบไอออนิกกับ Cl - ไอออน
Gilbert N. Lewis นักเคมีชาวอเมริกันแนะนำเช่นกันในปี 1923 แนวคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกรดและเบสในฐานะผู้รับและคู่บริจาคอิเล็กตรอนตามลำดับ ตามคำนิยามนี้ปฏิกิริยาที่เป็นกรด - เบสเกี่ยวข้องกับสารตั้งต้นที่สร้างพันธะประสาน - พันธะโควาเลนต์ซึ่งอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันทั้งคู่มาจากอะตอมเดียวกัน - โดยอิเล็กตรอนที่มาจากฐาน ในปฏิกิริยา HCl – NaOH ที่อธิบายไว้ข้างต้น H + ไอออนที่ให้โดย HCl รับคู่อิเล็กตรอนจาก OH - ไอออนที่จัดทำโดย NaOH เพื่อสร้างน้ำ
ตามทฤษฎีนี้ดังนั้นฐานของลูอิสจึงเป็นสารประกอบที่มีคู่อิเล็กตรอนที่ไม่มีพันธะคู่กัน โครงสร้างของกรดลูอิสนั้นสามารถทำให้การกำหนดค่าที่เสถียรโดยการสร้างพันธะประสานกับฐานของลูอิส ฐานไม่จำเป็นต้องมีไฮดรอกไซด์ไอออนหรือรับโปรตอนและกรดลูอิสไม่จำเป็นต้องมีไฮโดรเจนหรือบริจาคโปรตอน คำจำกัดความของกรดลูอิสนั้นรวมถึงกรด Arrhenius และกรดบรอนสเต็ดโลว์รีทั้งหมดและสารหลายชนิดที่ไม่เป็นไปตามเกณฑ์ของบรอนสเต็ดโลว์รีย์หรืออาร์เรเนียส
ตัวอย่างที่ดีของสารดังกล่าวคือโบรอนไตรฟลูออไรด์ (BF 3 ) ในสารประกอบนี้โบรอนซึ่งโดยปกติจะมีอิเล็กตรอนสามตัวในเปลือกนอกของมันได้ก่อพันธะโควาเลนต์โดยแบ่งคู่อิเล็กตรอนกับอะตอมของฟลูออรีนสามตัว แม้ว่าสารประกอบนั้นจะมีความเสถียร แต่ก็มีช่องว่างสำหรับอิเล็กตรอนอีกสองตัวที่อยู่ในเปลือกนอก มันสามารถสร้างพันธะประสานงานกับผู้บริจาคคู่อิเล็กตรอน - ในคำอื่น ๆ ฐาน
ยกตัวอย่างเช่นมันสามารถรวมกับแอมโมเนีย (NH 3 ) ซึ่งมีอะตอมไนโตรเจนกับคู่อิเล็กตรอนที่ไม่มีพันธะเนื่องจากอิเล็กตรอนสามในห้าของเปลือกนอกของไนโตรเจนอยู่ในพันธะโควาเลนต์กับอะตอมไฮโดรเจนสามอะตอม การรวมกันของโบรอนไตรฟลูออไรด์และแอมโมเนียจึงเป็นดังนี้: BF 3 +: NH 3 → BF 3 : NH 3 -“:” หมายถึงคู่อิเล็กตรอนจากอะตอมไนโตรเจนของแอมโมเนีย โบรอนไตรฟลูออไรด์จึงทำตัวเป็นกรดลูอิสและแอมโมเนียเป็นฐาน
