Wilson提出局部組成概念后，在此基礎(chǔ)上導(dǎo)得了超額自由焓G^E模型和活度系數(shù)模型（Wilson, J. Am. Chem. Soc. 1964, 86(2): 127），其中G^E模型以無(wú)熱溶液理論為基礎(chǔ)，采用局部體積分率替代了由Flory–Huggins推導(dǎo)的無(wú)熱溶液超額自由焓方程中的總體平均分率。這一模型的提出使活度系數(shù)的研究進(jìn)入了一個(gè)新階段。

Wilson方程的溶液超額自由焓表示為：

                 (1)

由此得到的活度系數(shù)方程為

             (2)

                     (3a)

                    (3b)

其中v_i是純組分i的液相摩爾體積，可由液相密度ρ_i計(jì)算（v_i = 1/ρ_i）；λ為由下標(biāo)指明的分子間的相互作用能。Wilson方程不僅給出了活度系數(shù)和組成的關(guān)系式，也給出了活度系數(shù)隨溫度變化的一種估算方式。在精度要求較高的情況下，(λ_ij – λ_ii)可認(rèn)為與溫度有關(guān)。但在通常情況下忽略溫度對(duì)(λ_ij – λ_ii)的影響，此也不會(huì)產(chǎn)生非常大的誤差（對(duì)大部分體系而言）。

         Wilson方程適合用于互溶的混合物，特別是對(duì)于極性或締合組成（如醇等）在非極性溶劑中的溶解性計(jì)算。但是，Wilson方程也存在兩個(gè)不算太嚴(yán)重的缺點(diǎn)：1）對(duì)于那些活度系數(shù)的對(duì)數(shù)對(duì)x作圖時(shí)出現(xiàn)極大或極小值的系統(tǒng)不適用；2）它不能預(yù)測(cè)有限互溶性。當(dāng)Wilson方程用于二元系統(tǒng)的熱力學(xué)穩(wěn)定性方程時(shí)，不能求出指示兩個(gè)穩(wěn)定液相存在的參數(shù)Λ₁₂和Λ₁₂。所以它只適用于完全互溶的液體系統(tǒng)或僅有一個(gè)液相存在部分互溶系統(tǒng)的極限區(qū)域。對(duì)二元體系，Wilson模型需回歸的參數(shù)通常以(λ₁₂ – λ₁₁)/R和(λ₂₁ – λ₂₂)/R的形式出現(xiàn)。