ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Историческое введение Электричество и химическая связь из "Валентность и строение молекул" Однако, когда эта теория впоследствии была применена к органическим соединениям, она не смогла объяснить тот факт, что замещение отрицательного хлора положительным водородом приводит к сравнительно малому изменению химических свойств (сравните СН3СООН и I3 OOH). Более того, она не смогла объяснить и законы электролиза Фарадея. [c.9] Затем электрохимические теории химической связи были оставлены на многие годы успешно развивалась теоретическая органическая химия, связанная в тот период с именами Лорана, Герхарда, Франкленда, Вильямсона и Кекуле, ноона не основывалась на представлениях об электрической природе соединяющих сил в молекулах. Об электрической теории вновь заговорил Гельмгольц в своей Фарадеевской лекции в 1881 г., когда сказал, что ... наиболее значительными среди химических сил являются электрические. Атомы могут приобретать электрические заряды, и заряды противоположных знаков притягиваются друг к другу . [c.9] Теория Вернера впоследствии сыграла большую роль при изучении изомерии неорганических соединений, а также в других областях. [c.10] Признание Дж. Дж. Томсоном (1897 г.) отрицательно заряженного электрона в качестве составной части всех атомов и измерение отношения его заряда к массе привело к дальнейшему развитию электрохимических теорий. Томсон считал, что химические свойства элементов как-то зависят от расположения их электронов и предположил, что электроположительными являются те атомы, которые могли бы достичь устойчивого электронного состояния благодаря потере одного или двух электронов, тогда как электроотрицательные атомы достигают стабильных состояний, приобретая один или более электронов. [c.10] Абег (1904 г.) постулировал, что элементы имеют две валентности нормальную и контрвалентность . Валентности имеют противоположную полярность и полная сумма двух валентностей всегда равна восьми. Дж. Ньютон Френд (1908 г.) различал три типа валентности — отрицательную, положительную и остаточную. Отрицательная валентность атома определялась как число электронов, с которыми он мог соединиться, а положительная валентность относилась к потере электронов атомами. Под термином остаточная валентность, представляющим значительный интерес в свете более позднего развития, он понимал, что элемент одновременно отдает и принимает электрон. Молекула водорода изображалась как Н Н стрелки указывают направления, в которых были перенесены электроны. [c.11] Томсон сделал еще один важный вклад в теорию валентности в 1914 г. Он указал на различие между полярными молекулами (например, ЫаС1) и неполярными (например, большинство органических веществ) и заметил, что электроположительная валентность элемента равна числу электронов, которые он мог бы легко отдать, тогда как отрицательная валентность равна разности между восемью и положительной валентностью. [c.11] Разработка теории атомного ядра Резерфорда и работа Бора по строению атома водорода проложили путь для более полной электронной теории валентности . Основы этой современной теории были заложены в двух независимых публикациях В. Кос-селя и Дж. И. Льюиса в 1916 г. Коссель, который в основном исследовал полярные (способные к ионизации) молекулы, указал, что в периодической системе элемент благородного газа всегда находится между галогеном и щелочным металлом, поэтому атомы галогена и щелочного металла, образуя соответственно отрицательный и положительный ион приобретают строение благородного газк. Предполагалось, что атомы благородных газов обладают особенно стабильной конфигурацией из восьми электронов во внещней оболочке (из двух электронов для атома гелия). [c.11] Тогда еще не были известны соединения этих элементов, поэтому последние называли инертными газами. Сейчас получены соединения ксенона и криптона, но образование стабильных соединений у гелия, неона и аргона маловероятно, поэтому эти элементы все еще можно обоснованно называть инертными газами. [c.11] Льюис рассматривал строение атома, используя понятия положительно заряженного остова (т. е. ядра плюс внутренние электроны) и внещней оболочки, которая можёт содержать до восьми электронов. Он предположил, что эти внешние электроны располагаются в вершинах куба, окружающего остов. Таким образом, единственный электрон внешней оболочки натрия должен был занять одну вершину куба, тогда как электроны внешней оболочки инертного газа заняли бы все восемь вершин. Этот октет электронов представляет собой особенно стабильную электронную- конфигурацию, и Льюис предположил, что когда атомы соединены химической связью, их внешние оболочки представляют собой стабильный октет электронов. Такие атомы, как натрий и хлор, могут образовывать внешний октет благодаря переносу электрона от натрия к хлору, превращаясь в ионы N3+ и С1 соответственно. По существу это тот же самый механизм Косселя, но Льюис предложил также другой механизм, чтобы объяснить образование неполярных молекул. По этому механизму не предполагалось переноса электронов от одного атома к другому (т.е. не было образования ионов), а считалось, что связи возникают благодаря участию пар электронов, причем каждый атом выделяет для пары один электрон. [c.12] Ковалентную связь Льюиса — Ленгмюра часто называют го-меополярной связью, а связь, которая образуется благодаря притяжению противоположных зарядов, возникающих при полном переносе электронов с образованием ионов (например, Ма+, Мд +, С1 ), называется, согласно современной терминологии, электровалентной, или ионной, или гетерополярной связью. Связи, образованные по механизму Перкинса, первоначально назывались координационными связями, но используются также термины донорная или дативная связь. Возникновение формальных зарядов на связанных по Перкинсу атомах подчеркивается термином семиполярная связь, который подразумевает, что связь имеет некоторые свойства полярной (т. е. ионной) связи. Термин, введенный Палмером (1944 г.), ко-ионная связь — также указывает, что связь имеет свойства как ковалентной, так и ионной связи. [c.14] Вернуться к основной статье