Cтраница 2
Можно было бы привести много других примеров, из которых следует, что выводы теории спин-валентности, основанные на не явно принимаемом его постулате о возможности приравнять число валентности для атома в молекуле ( определенное из строения молекулы и понимаемое в смысле классической теории) числу валентности для свободного атома ( определяемому как число электронов с неспаренными спинами в том состоянии, в котором, согласно теории спин-валентности, этот атом вступает во взаимодействие с другими, образуя молекулу), являются неверными. [16]
Однако, кроме указанного выше недостатка - отсутствия всякой предсказательной ценности - некоторые другие выводы теории спин-валентности, связанные в частности с ее вторым постулатом ( неизменность числа валентности для свободного атома и атома, связанного в молекуле, см. стр. [17]
Прежде всего мы кратко изложим некоторые результаты рассмотрения вопроса о валентности атомов элементов, полученные на основе представлений теории спин-валентности. В этой теории принималось, что каждому атому в свободном состоянии ( не связанному в молекуле) можно приписать определенное число валентности, равное числу его электронов с неспаренными спинами. [18]
Следует оговориться, что при попытках объяснения кон-кретных значений чисел валентности для определенных ато мов, авторы, пользовавшиеся теорией спин-валентности, обычно делали дополнительную оговорку, что при определении валентности свободного атома следует принимать во внимание не все, а только валентные электроны атомов, а электроны внутренних так называемых замкнутых или заполненных оболочек атомов во внимание принимать не надо. [19]
Однако при конкретном рассмотрении вопроса о том, какие же электронные состояния свободных атомов бора и углерода с точки зрения теории спин-валентности дают валентность два ( для атома В в В О) и валентность три ( для атома С в С N), оказывается, что таких состояний вообще нет. Поэтому валентность атома бора в молекуле В О ( где атом бора явно двухвалентен согласно классической теории) вообще не может быть объяснена теорией спин-валентности. Так же не объясняется теорией спин-валентности число валентности, равное трем, для атома углерода в молекуле С Е N, так как согласно этой теории валентность атома углерода может быть только четной. [20]
Прежде всего следует отметить принципиальное различие в постановке вопроса о валентности и содержании этого понятия в классической теории строения и в теории спин-валентности. В классической теории химического строения было введено понятие о некотором числе ( числе валентности), постоянном для атома определенного элемента в определенном ряде его соединений. [21]
Валентность атома в молекуле определяется валентностью атома в том электронном состоянии ( число электронов с неспаренными спинами), в котором он, согласно теории спин-валентности, вступает в соединение с другими, образуя рассматриваемую молекулу. [22]
В связи с теорией локализованных валентных пар, исходившей из постулата, что химическая связь осуществляется парой валентных электронов со спаренными спинами, была создана теория спин-валентности атомов, пытавшаяся объяснить числа валентности, приписывавшиеся атомам элементов разных групп периодического закона Менделеева. [23]
Противоречие между квантово-механическим рассмотре нием вопроса о валентности и толкованием его в теории спин валентности становится совершенно ясным, если проанализировать, как решается этот вопрос в теории спин-валентности и как он должен решаться в квантовой механике молекулы. В теории спин-валентности получается следующая система рассуждений. [24]
Из табл. 2 видно, что для основных электронных состояний числа валентности для бериллия ( 0) и бора ( 1), полученные непосредственно из первого постулата теории спин-валентности, совершенно не согласуются с принятыми в химии значениями чисел валентности атомов этих элементов в наиболее распространенных соединениях. Валентность для атома углерода ( 2) соответствует только одному из рядов соединений углерода. Как известно, в большинстве молекул, содержащих атом углерода, классическая теория строения приписывает ему число валентности, равное четырем. Аналогичные противоречия с числами валентности, принятыми ранее в классической теории строения, получаются и для атомов многих других элементов. [25]
Таким образом, если в классической теории число валентности атома имело смысл и могло быть определено только для атома в молекуле и не имело смысла для изолированного атома, то в теории спин-валентности положение обратное: число валентности в теории спин-валентности определяется для атома в свободном состоянии ( как число электронов с неспаренными спинами), а для определения числа. [26]
Таким образом, если в классической теории число валентности атома имело смысл и могло быть определено только для атома в молекуле и не имело смысла для изолированного атома, то в теории спин-валентности положение обратное: число валентности в теории спин-валентности определяется для атома в свободном состоянии ( как число электронов с неспаренными спинами), а для определения числа. [27]
Среди понятий и постулатов, внесенных в теорию строения химических частиц за последние 40 - 50 лет, в настоящей работе рассматриваются следующие: постулат об образовании ординарной химической связи парой электронов со спаренными спинами; понятия и постулаты теории спин-валентности; постулат о максимально возможном спаривании спинов для устойчивых ( в том числе наинизших по энергии) состояний химических частиц; постулаты о возможной локализации и делокализации электронов в химических частицах; понятия о так называемых а - и я-электронах и некоторые другие. [28]
Можно было бы привести много других примеров, из которых следует, что выводы теории спин-валентности, основанные на не явно принимаемом его постулате о возможности приравнять число валентности для атома в молекуле ( определенное из строения молекулы и понимаемое в смысле классической теории) числу валентности для свободного атома ( определяемому как число электронов с неспаренными спинами в том состоянии, в котором, согласно теории спин-валентности, этот атом вступает во взаимодействие с другими, образуя молекулу), являются неверными. [29]
Легко видеть, что это дополнительное положение не может быть сформулировано точно потому, что, во-первых, нельзя определить точно понятие валентные электроны 1; во-вторых, если термин замкнутая оболочка может быть определен точно, опираясь на принцип Паули2, то не удается определить валентные электроны как внешние по отношению к замкнутым оболочкам; в-третьих, содержание термина внутренние оболочки отлично от термина замкнутые оболочки, и, наконец, в-четвертых, если определять число валентности атома как число электронов с неспаренными спинами в разных электронных состояниях, то единственный логичный путь, не связанный с появлением внутренних противоречий или новых гипотез в теории спин-валентности, состоит в рассмотрении всех электронных состояний атома и всех его электронов, так как между нижними и верхними ( по энергии) электронными состояниями нельзя провести никакой границы, которая делила бы электронные состояния ( и электроны) на две группы: одну, принимаемую во внимание при определении валентности атома3, и другую, соответствующую состояниям, в которых возбуждены либо только валентные, либо и валентные, и невалентные электроны, не принимаемую во внимание при определении валентности атома. [30]