ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электронные представления в неорганической химии из "История электронных теорий органической химии" Работа Гельмгольца послужила отправной точкой для Армстронга [25], выдвинувшего в 80-х годах XIX в. предположение о существовании остаточного сродства у некоторых атомов в соединениях, что должно было объяснить природу молекулярных соединений и перебросить мост между ними и атомными , т. е. обычными соединениями. Единицу заряда, отвечающую единице валентности, Армстронг изображал условно линией, пронизывающей атом. [c.12] В 1891 г. Пикеринг также выступил с идеей остаточного сродства, возникающего в результате неполного насыщения целого сродства. которым обладают атомы [26, стр. 3632], причем он сближает сродство атома и электрический заряд тела, говоря даже о зарядах сродства (Affinitatsladungen). При соединении двух атомов части их зарядов, находящиеся ближе друг к другу, стягиваются (liingezogen), а части зарядов, оставшиеся на противоположной стороне атомов, представляют собой остаточное сродство. Картина, нарисованная Пикерингом, без сомнения, во многом аналогична механизму образования химических соединений в известной электрохимической теории Берцелиуса. Свои взгляды Пикеринг применил главным образом для объяснения природы растворов. [c.13] Спустя несколько лет (в 1895 г.) Армстронг, подчеркивая связь между химическим сродством и электричеством, снова вернулся к своей наглядной схеме, чтобы рассмотреть новые примеры. В заключение своей работы он, однако, писал Но все это представляет предмет чистого умозрения, и я не затронул бы его, если бы не считал это существенно важным именно теперь, когда материал для рассуждений в нашем распоряжении собран в таком большом количестве, и если бы я не был уверен, что настало время разобраться в этом материале и притом таким образом, чтобы передать полученные химиками результаты на рассмотрение физикам [27, стр. 41]. [c.13] Однако подобные попытки построить электрические схемы модели атомов и молекул и объяснить природу химической связи были, конечно, обречены на неудачу, несмотря на то, что основная идея в общем была верна. Все эти схемы отпугивали химиков своей умозрительностью. Открытие электрона изменило положение. Можно легко проследить, как быстро после этого понятие об электроне проникло в химию. Впервые, как говорилось выше, оно встретило поддержку у физико-химиков, занимавшихся растворами, в первую очередь у Нернста. Упомянутое второе издание Теоретической химии Нернста (1898 г.) послужило стимулом для попытки Абегга и Бодлендера уже в следующем, 1899 г., применить понятие об электроне в неорганической химии. В этом году они выступили с большой статьей Электросродство, новый принцип химической систематики [28]. [c.13] Поскольку валентность элемента по водороду есть нечто иное, как отрицательная валентность Абегга, а валентность по кислороду — положительная валентность, то приведенное положение в основной своей части было предвосхищено еще в начале 1870-х годов Менделеевым, который не только установил воз.чожные формы соединения элемента по водороду и кислороду, связав их с положение.м данного элемента в периодической системе, но и установил, что су.м-ма эквивалентов водорода и кислорода, присоединяющихся порознь к одному атому элемента, не превышает 8 [30]. [c.15] В друго, 1 месте [та.м же, стр. 97] Абегг пояснил, что образование высших ступеней соединений данного элемента затруднено вследствие взаимного отталкивания зарядов. У атомов с высокой максимальной валентностью отдельные валентности расположены ближе друг к другу, че.м у ато.мов с относительно низкой максимальной валентностью. Поэтому электрическое насыщение валентностей атомов первого рода должно сильнее понижать сродство остальных валентностей к электронам,чем у атомов второго рода. [c.15] Проявление отрицательной или положительной валентности дг. ниого атома зависит от полярной природы элемента, с которым он соединяется. Проявление валентности одного рода, как правило, препятствует проявлению валентности другого рода. Отрицательная электровалентность в меньшей степени, чем положительная, склонна достигать максимума, а элементы первых трех групп вообще обладают только гипотетически.ми отрицательными валентностями. Это связано с тем, что, по мнению Абегга, сродство отрицательного электрона к материн меньш е, чем положительного [там же, стр. 106]. Подтверждение этого следствия из химических данных Абегг находит в рабогах физиков с катодными лучами, доказавших прочную связь положительных электронов с материей, и наоборот, возможность получения отрицательных электронов в свободном виде. [c.16] От учения о валентности Абегг делает логический шаг к предположению о природе химической связи. Он пишет Попытка свести все проявления сродства атомов к двум родам электровалентности приводит к необходимости признать, что связь между атомами в молекулах э.тементов представляет собой также проявление электровалентности иными словами, отдельным атомам приходится приписать полярный характер [там же, стр. ПО]. Таким образом, молекула хлора состоит из одного отрицательного и одного положительного атома. Молекулы водорода также представляют собой как бы соединение Н- Н полярно различных, но материально одинаковых атомов ]там же, стр. 103]. [c.16] Принятие электронной теории валентности и ионной связи в неорганической химии уже было подготовлено работами физико- С химиков по теории электролитической диссоциации, послужившими ч стимулом для ионной трактовки неорганических и даже некоторых органических реакций. [c.17] Таким образом, мы видим, что первоначальные электронные теории в неорганической химии оказались прочно связанными с представлением о ионных связях и об ионизации молекул как первой стадии всякой реакции и что уже наметилось распространение этих взглядов и на органические соединения. Взгляды э п получили авторитетную и, как казалось вначале, очень солидную поддержку в той теории строения атома, которая была в 1904 г. предложена Томсоном (о ней будет идти речь в следующей главе). [c.18] Вот основные из этих вопросов, сформулированных наиболее четко Меншуткиным [38] почему элементы отличаются по своей атомности , почему, например, углерод четырехатомен Так как теория строения не отвечает на этот вопрос и так как вообще неясен физический смысл понятия о валентности элементов, т. е. не выяснены основные свойства атомов, то как говорить о химическом строении, о химической связи атомов между собою Говоря о химической связи, теория строения, как справедливо замечает Меншут-кин, не указывает сил, которые могли бы эту связь обусловить . Поэтому непонятно, почему двойные связи слабее, как явствует из экспериментальных наблюдений, чем одинарные неясно, что представляют собою связи в молекулярных соединениях , каков механизм взаимного влияния атомов, непосредственно друг с другом не связанных, и т. д. [c.18] Аналогичное положение было в то время и с законом периодической зависил1 ости свойств элементов от их атомного веса. Менделеев в 1871 г. писал Я вовсе не касаюсь ни здесь, ни впоследствии гипотетических представлений, могущих уяснить сущность закона периодичности, хотя и знаю, что понимание предмета только тогда становится полным, когда дшг имеем, кроме наблюдений (и опытов) и законов (и систем), еще и толкование их [41, стр. 124]. Но, конечно, истолкование с физической точки зрения крупнейших обобщений химии — теории химического строения и периодического закона — стало одной из задач физики, и из ее истории известно, что первые крупные успехи и в том и в друго.м направлении были достигнуты после открытия электрона. Важно, что проблема была поставлена, а что она была поставлена и отчетливо сформулирована, видно хотя бы из цитированных выше слов Меншуткина. [c.19] Таким образом, Тиле определяет сопряженную систему как систему двойных связей, разделенных простыми связями со скомпенсированными внутренними парциальными валентностями [там же, стр. 90 и 95]. [c.20] Все же Тиле допускал присутствие у углеродных атомов бензола еще небольшого остатка свободного сродства, что делает возможным проявление, хотя все же и незначительное, способности бензола к присоединению [там же, стр. 126, примечание]. [c.21] Отметим еще одну идею Тиле, которая получила развитие только много лет спустя. [c.21] Вернуться к основной статье