溶劑體系概念(solvent-system concept)
這是一個巧妙的推廣,它把酸鹼化學從水中解放出來,卻又不必一路走到電子對那麼遠。注意水會悄悄自電離:2 H2O 得 H3O+ + OH-,產生一個特徵陽離子(H3O+)和一個特徵陰離子(OH-)。溶劑體系概念說:在任何會自電離的溶劑中,酸是任何能增大該溶劑特徵陽離子濃度的物質,鹼是任何能增大其特徵陰離子濃度的物質。酸加鹼便重新生成中性溶劑——還是那個中和的思想,只是推廣了。
把它用於液氨,液氨自電離為 2 NH3 得 NH4+ + NH2-(一個銨陽離子和一個氨基陰離子)。按溶劑體系規則,在液氨中酸是任何能增大 NH4+ 的物質(所以像 NH4Cl 這樣的銨鹽在氨中是酸),鹼是任何能增大 NH2- 的物質(所以氨基鈉 NaNH2 是鹼)。氨中的中和是 NH4Cl + NaNH2 得 NaCl + 2 NH3——與水中的 HCl + NaOH 得 NaCl + H2O 完全平行。液態四氧化二氮電離為 N2O4 得 NO+ + NO3-,於是亞硝醯化合物充當酸、硝酸鹽充當鹼。甚至 BrF3 也自電離(2 BrF3 得 BrF2+ + BrF4-),在一種液態鹵素互化物中給出一個酸鹼體系。
溶劑體系概念恰恰在質子圖景失效之處顯出威力:在 N2O4 或 BrF3 這類非質子溶劑中,根本沒有質子可轉移,卻存在一套完全自洽的酸鹼化學,由溶劑自身的離子定義。它是非水和熔鹽化學的合適工具。坦白地說,它的侷限是只適用於真正會自電離的溶劑;對於幾乎不自電離的溶劑,路易斯定義是更穩妥、更普適的框架。可以把溶劑體系看作連接阿瑞尼斯(只是水這一情形)與完全普適的路易斯觀點之間的橋梁。
在液氨中(自電離為 2 NH3 得 NH4+ + NH2-),中和反應與水中如出一轍:NH4Cl(酸,增大 NH4+)加 NaNH2(鹼,增大 NH2-)得 NaCl + 2 NH3,與 HCl + NaOH 得 NaCl + H2O 完全平行。
同樣的中和邏輯,不同的溶劑:酸供給溶劑陽離子,鹼供給溶劑陰離子。
這一概念只適用於真正會自電離的溶劑;對幾乎不(或完全不)自電離的溶劑,它給不出多少指引,而路易斯理論是更穩妥的普適框架。它對物種的分類也只相對於其溶劑而言——NH4Cl 在氨中是酸,在水中卻不是。