Cтраница 2
Согласно методу ВС, образование молекул происходит при сближении целых атомов и перекрывании атомных орбиталей, на каждой из которых ( до перекрывания) находится один электрон. Число неспаренных электронов атома определяет возможности образования их химических связей. Метод нагляден, так как представление о локализованной паре электронов является квантово-механнческим аналогом идеи Льюиса ( 1916) о химической связи как о паре электронов, принадлежащей двум атомам. [16]
![]() |
Энергия некоторых связей. [17] |
Химическая связь между атомами, осуществляемая обобществленными электронами, называется ковалентной связью. Ковалентная связь является универсальным типом химической связи. Идея об образовании химической связи с помощью пары электронов, принадлежащих обоим соединяющимся атомам, была высказана в 1916 г. американским физико-химиком Дж. Идея Льюиса в дальнейшем была использована при разработке теории ковалентной связи. [18]
До сих пор речь шла о развитии теории Бренстеда в направлении ее уточнения и расширения без изменения самого главного ее отправного положения, а именно положения об определяющей роли водорода в кислотно-основном взаимодействии. Между тем еще в 20 - х годах Льюисом [147] были проложены новые пути развития теории кислот и оснований, пути, как говорят, ограничивающие культ протона. Со временем идеи Льюиса были распространены и на катализ [ 111, стр. Давно известные катализаторы - трехфтористый бор, галогениды алюминия, хлорное олово, хлорное железо - стали интерпретироваться как апротонные, или льюисовские, кислоты. Следуя за Шатенштейном [111], обосновавшим необходимость выделения водородных кислот в особую группу реагентов, целесообразно называть льюисовские акцепторы электронной пары кислотопо-добными веществами. [19]
В методе валентных связей результаты работы Гейтлера и Лондона обобщены и распространены на многоатомные молекулы. Поэтому характерные особенности двухэлектронной связи в молекуле Н2 перенесены на связи в многоатомных молекулах типа СН4 и др. Принимается, что каждая связь осуществляется парой электронов с антипараллельными спинами, локализованной ( сосредоточенной) между двумя определенными атомами. При этом атомные орбитали двух электронов перекрываются. Представление о локализованной паре электронов является квантовомеханическим аналогом более ранней идеи Льюиса о связи как о паре электронов, общей двум атомам. Уже на заре теории химического строения возникло и широко используется химиками по сей день понятие валентности атома. [20]
В 1916 г. Коссель, изучая вопрос об образовании различных соединений, обратил внимание на то, что при взаимодействии галогенов и щелочных металлов атомы первых превращаются в отрицательна заряженные ионы с электронной оболочкой инертного газа, а атомы вторых превращаются в положительно заряженные ионы также с Чэлектронной оболочкой инертного газа. По Льюису, пара электронов принадлежит обоим взаимо - Кдействующим атомам и участвует в образовании устойчивой электрон-1 / ной конфигурации каждого атома. Такая связь названа ковалентной. Идеи Льюиса, Косселя, а также Лэнгмюра об образовании молекул из атомов путем потери или приобретения электронов и построения внешней оболочки из восьми электронов ( октет), подобно тому как у инертных газов ( такая конфигурация электронов весьма стабильна), получили распространение. В атоме гелия и молекуле водорода стабильна конфигурация из двух электронов. Однако электронная теория не давала ответа на главный вопрос: почему октет электронов наиболее устойчив, а ковалентная связь образуется за счет пары электронов. Наибольшие успехи в познании природы химической связи были достигнуты с использованием квантовой механики. Гейтлера - Лондона, и метод молекулярных орбиталей, развитый Хундтом и Мал-ликеном. Оба метода используют одинаковый математический аппарат, но различаются подходом к рассмотрению молекулы. [21]