Электростатическая теория Косселя

I. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ КОССЕЛЯ [c.232]

Электростатическая теория Косселя была выдвинута почти одновременно с теорией Льюиса. Одна из главных заслуг этих ученых состояла в том, что они сформулировали понятия о связи на основе представлений о делимости атома. [c.232]

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ КОССЕЛЯ-МАГНУСА [c.266]

Приведенный экспериментальный материал находится в удовлет-творительном согласии с требованиями электростатической теории Косселя и Бренстеда. [c.26]

Теория Косселя явилась шагом вперед по сравнению с предыдущими теориями, так как валентность перестала рассматриваться как жгут , связывающий воедино атомы различных элементов. Если согласно представлениям химиков XIX в. между одинарной и двойной связями существует принципиальная разница, то в теории Косселя это различие свелось к изменению напряженности поля между ионами. Так, в соединениях типа СаО интенсивность поля оказывается приблизительно в два раза большей, чем в солях МХ-. Но и в том и в другом случае силовые линии электростатического поля располагаются не только в пространстве между ионами, но и во всем объеме, окружающем молекулу (рис. 26). [c.233]

Теория кристаллического поля, наоборот, основывается на чисто электростатической модели. Однако в отличие от первоначальной теории Косселя и Магнуса здесь рассматриваются изменения в электронных оболочках иона-комплексообразователя, происходящие под действием лигандов. Эта теория оказалась чрезвычайно плодотворной. В настоящее время она имеет значительно большее применение, чем метод валентных связей. [c.218]

Большим стимулом развития теории химической связи послужило открытие электронного строения атома. Оно утвердило представление об электрической природе сил химического сродства. Заполненная восьмиэлектронная внешняя оболочка атома стала критерием его химической инертности, а мерой химической активности — стремление к образованию внешнего электронного слоя, имитирующего оболочку атома благородного газа, о могло осуществиться присоединением или отдачей части валентных электронов атома с превращением его в отрицательно или положительно заряженный ион. Последующее электростатическое притяжение разноименных ионов обусловливало ионную, или электровалентную, связь между ними (ионная теория Косселя, 1916). [c.87]

В отношении электростатической теории это было сделано В. Косселем и М. Борном. В основу было положено представление о стремлении атомов при реакциях принимать электронную структуру ближайшего благородного газа. Атом натрия может выполнить это, отдав один электрон. Возникающий таким образом ион Ма+ имеет все электронные оболочки неона. Атом фтора для того, чтобы превратиться в ион с электронной структурой неона, должен, наоборот, получить электрон, образуя ион Р . Таким образом, при встрече атомов натрия и фтора электрон должен перейти от натрия к фтору, после чего возникшие ионы Ыа+ и притягиваются друг к другу благодаря кулоновскому притяжению. С энергетической точки зрения такой переход электрона объясняется тем, что у атомов щелочных металлов потенциал ионизации мал, а у галогенов имеется сродство к электрону. Эти обстоятельства и выражают указанные тенденции атомов получать электронную оболочку ближайшего благородного газа. Для атомов натрия и хлора сомнений в том, в какие ионы превращаются атомы, нет. Однако в общем случае решение этого вопроса может быть не столь простым. Так, неясно априори, какой из атомов передает свой электрон другому для пары атомов — литий или водород. Решение этого вопроса в общем виде принадлежит Л. Полингу. Его рассуждения сводятся к следующему. [c.322]

Комплексные соединения устойчиво существуют за счет электростатического взаимодействия центрального иона с лигандами. (Это положение перенесено из теории Косселя и сохранило свою значимость.) [c.273]

Теория электростатической валентности была создана за несколько лет (Коссель, 1916 г.) до описываемых работ по кристаллохимии (1920 г.) и к этому времени достаточно прочно вошла в химию. С позиции электростатической теории строения неорганических веш еств более естественным было ожидать, что размер анионов (например, хлора) будет больше, чем катионов (например, натрия), так как порядковый номер натрия — [c.134]

Выяснение природы химической связи между атомами является одной из основных задач квантовой химии. На основании ряда экспериментальных данных было установлено, что во многих химических соединениях (соли и основания) составные части молекулы представляют собой совокупность положительных и отрицательных ионов, между которыми действуют электростатические силы притяжения. Если ввести эмпирически подбираемый объем иона, т. е. некоторое расстояние, начиная с которого притяжение между противоположно заряженными ионами переходит в отталкивание, то можно на основе классической теории (теория Косселя) объяснить некоторые особенности так называемой ионной, или гетерополярной, химической связи. Однако эта классическая теория использовала ряд представлений (электронное сродство, размеры ионов), которые не могли быть объяснены на основе классической теории. [c.629]

Из теории Косселя вытекает, что химическая связь может быть обусловлена электростатическим притяжением между разноименно заряженными ионами. Этот вид химической связи получил название электровалентной, или ионной, связи. Валентность атомов в соединениях с ионной связью стали определять числом электронов, отданных атомами элемента или принятых ими. Так как в случае потери электронов образуются положительно заряженные ионы, то валентность будет положительной. Валентность атомов, которые присоединяют электроны, названа отрицательной. [c.55]

Тео рия электростатической валентности была создана за несколько лет (Коссель, 1916 г.) до описываемых работ по кристаллохимии (1920 г.) и к этому времени достаточно прочно вошла в химию. С позиции электростатической теории строения неорганических вешеств более естественным было ожидать, что размер анионов (-например, хлора) будет больше, чем катионов (например, натрия), так как порядковый номер натрия — 11, а хлора— 17. Кроме того, атом натрия потерял один электрон и, следовательно, удерживает остальные прочнее, чем атом хлора, получивший лишний электрон. [c.159]

Количественные расчеты ка основе такой электростатической модели впервые были выполнены В. Косселем и А. Магнусом, которые принимали ионы за недеформируемые шары и учитывали их взаимодействие по закону Кулона. Результаты этих расчетов удовлетворительно передают зависимость координационного числа от заряда центрального иона. Однако простая электростатическая теория не в состоянии объяснить избирательность (специфичность) комплексообразования, поскольку она" не принимает во внимание природу центрального атома и лигандов, особенности строения их электронных оболочек. Для учета этих факторов электростатическая теория была дополнена поляризационными представлениями (см. 46), согласно которым комплексообразованию благоприятствует участие в качестве центральных атомов небольших Многозарядных катионов -элементов, обладающих сильным поляризующим действием, а в качестве лигандов — больших, легко поляризующихся ионов или молекул. В этом случае происходит деформация электронных оболочек центрального атома и лигандов, приводящая к их взаимопроникновению, что и вызывает упрочнение связей. [c.575]

А. М. Беркенгейм. Наиболее широкое распространение получила электростатическая теория валентности, выдвинутая в 1916 г. Косселем и развитая в дальнейшем Льюисом и Лангмюром. [c.21]

Теория кристаллического поля основывается на чисто электростатической модели. Однако в отличие от теории Косселя и Магнуса здесь рассматриваются изменения в электронных оболочках, иона-комплексообразователя, происходящие под действием лигандов. Свое название теория кристаллического поля получила в связи с тем, что первоначально она была применена для объяснения состояния ионов в кристаллах и затем была перенесена на комплексы, в которых ионы так же, как и в кристаллах, окружены соседними -Частицами. [c.121]

В большинстве учебников по качественному анализу амфотерность объясняется на основе электростатической теории химической связи, предложенной в 1916 г. В. Косселем. Согласно этой теории молекулы электролитов состоят из взаимно притягивающихся по закону Кулона ионов. При этом ионы рассматриваются как сферы определенного радиуса с равномерно распределенными по их поверхности зарядами. Такие сферы должны взаимодействовать друг с другом так, как если бы эти заряды были сосредоточены в их центрах. Поэтому, обозначив радиусы ионов через Гх и г, [c.159]

В период 1916—1920 гг. появились октетные теории химической связи, развитые Косселем и Лэнгмюром. Коссель полагал, что реакционная способность элементов сводится к тому, что их атомы стремятся принять электронную конфигурацию инертных газов. Образование таких конфигураций может происходить в результате перехода электронов от атомов одних элементов к другим. При этом образуются разноименно заряженные ионы, удерживаемые в молекуле силами электростатического притяжения. В результате такого процесса образуются гетерополярные молекулы. Эта теория давала возможность объяснить ряд реакций, а также свойства некоторых соединений. Но она была беспомощна объяснить образование неполярных соединений и их свойства. Этот пробел в теории Косселя был восполнен Лэнгмюром, который предположил, что восьмиэлектронная конфигурация атомов может достигаться не только за счет перехода электронов от атомов одних элементов к другим, но и благодаря образованию общих электронных пар, принадлежащих одновременно двум атомам. В дальнейшем эта теория была развита Льюисом, который показал, что общие электронные пары могут образовываться не только вследствие подчинения правилу октетов . Например, в хлориде бора атом бора окружен не восьмью, а только шестью электронами, фосфор в РР5— десятью электронами, а сера в 5Рб — двенадцатью электронами. [c.76]

Согласно теориям Косселя и Льюиса, излагаемых в курсах неорганической химии, атомы различных элементов (особенно стоящих в начале и в конце периода периодической системы), вступая в химическое соединение, отдают или получают валентные электроны при этом один из атомов заряжается положительно, другой отрицательно образуются ионы возникающее электростатическое взаимодействие между ионами приводит к образованию молекулы. Здесь мы имеем дело с гетерополярной связью (ионной). Так, например, атомы металлов легко теряют свои валентные электроны, а атомы неметаллов (металлоидов), напротив, стремятся присоединить добавочные электроны при этом возникают устойчивые катионы и анионы. [c.39]

Теории Косселя, Льюиса и Ленгмюра объяснили электровалентность и образование электровалентных (т. е. ионных) связей с помощью электростатического притяжения между ионами противоположных знаков. При этом ионы образуются благодаря полному переносу электронов между атомами. Таким образом, способность к образованию ионных связей зависит от легкости, с которой из нейтральных атомов могут быть образованы ионы, и от способа, в соответствии с которым ионы упаковываются в кристаллические структуры. [c.115]

Электростатические представления, основанные на зарядах и радиусах ионов, были использованы Косселем в его теории кислотноосновных свойств гидроксидов. Теория Косселя позволяет определять тенденцию в изменении кислотных или основных свойств гидроксидов и водородных соединений элементов, имеющих аналогичное электронное строение. [c.259]

Электростатическая теория (теория ионной, или, иначе, теория гетерополярной связи) была создана немецким ученым Косселем. Согласно этой теории сущностью химической связи является электростатическое притяжение между противоположно заряженными ионами. Например, образование молекулы аммиака электростатическая теория объясняет следующим образом. Нейтральный атом азота во внешнем электронном слое имеет 5 электронов и поэтому обладает стремлением дополнить это число до устойчивого октета (8 электронов). При реакции с атомами водорода электроны трех атомов водорода переходят к атому азота и образуется отрицательный трехвалентный ион азота и три положительных одновалентных иона водорода. В результате взаимного притяжения этих ионов образуется молекула аммиака. [c.33]

Развитие электростатической теории в основном связано с расчетами энергии образования комплексных соединений и установлением на основании этих расчетов энергетически наиболее выгодных значений координационного числа. Впервые такими расчетами пользовались Коссель и Магнус. Они исходили из допущения, что ионы представляют собой недеформируемые шарики и что взаимодействие между ними ограничивается лишь кулоновскими силами. [c.42]

Впервые подобный расчет для ацидокомплексов осуществил Коссель [110], исходя из чисто электростатических представлений. В настоящее время методика расчетов Косселя общеизвестна, а изложение его работ можно найти в большинстве монографий, посвященных химии комплексных соединений [111, 112]. Поэтому мы ограничимся лишь весьма кратким изложением основных положений теории Косселя. [c.95]

Известно, что в 1916 г. возникли теория электровалентности и теория ковалентности. Эти теории некоторое время развивались независимо друг от друга. Вначале наибольшее распространение получила теория Косселя [359], уподоблявшая ионы твердым заряженным шарам, взаимодействующим между собой по закону Кулона. По теории Косселя, координационное число определялось потенциальной энергией совокупности ионов, а расположение групп обусловливалось их взаимным электростатическим взаимодействием. [c.125]

По теории Косселя ионы, образующиеся в результате пере- хода электронов от атома одного эле.мента к атому другого, притягиваются друг к другу за счет электростатических сил (притяжение разноименных зарядов). [c.46]

Таким образом, теория кристаллического поля охватывает гораздо большую совокупность физико-химичес-ких свойств, чем электростатическая теория Косселя-Магнуса. Однако и эта теория, также основанная на чисто электростатических представлениях, не позволяет объяснить свойства комплексов металлов с неполярными лигандами, например СО, СвНв, С5Н5 и т. д., рассчитать энергии связи, волновые функции и другие параметры химических связей, предсказать структуру комплекса, особенно в случаях, когда КЧ отличается от 4 и 6. [c.270]

ПОЛЯ (ТКП) является дальнейшим развитием на квантово-механической основе электростатической теории Косселя и Магнуса. Согласно ТКП, связь между ядром комплекса и лигандами ионная или ион-дипольная. При этом комплексообразователь рассматривается с детальным учетом его электронной структуры, а лиганды — как бесструктурные заряженные точки, создающие электростатическое поле. Основное внимание ТКП уделяет рассмотрению тех изменений, которые происходят в комплексообразователе под влиянием поля лигандов. Вырождение орбиталёй, характерное для изолированного атома или иона металла, в не сферическом поле лигандов частично снимается. Причина снятия вырождения — различие в форме -орбиталей и их ориентации в пространстве. На рис. 64 показано расположение -орбиталей комплексообразователя для октаэдрического комплекса. [c.116]

В 1926 г. Гейзенберг и Шредингер создали механику атомных и молекулярных систем, которая получила широкое применение в атомной и молекулярной физике. Необходимое дополнение в квантовую механику внес Паули, разработавший теорию электронных спинов. Это явилось фундаментом, на котором с учетом известного правила несовместимости (запрет Паули в атоме не может быть двух электронов, обладающих 4 одинаковыми квантовыми числами) было построено учение о химических силах, в принципе позволяющее понять и описать образование химических соединений. Сначала удалось интерп )етировать устойчивость электронных оболочек атомов инертных газов, благодаря чему нашло исчерпывающее объяснение понятие электровалентной связи, лежащее в основе теории Косселя. Затем получила квантово-механическое истолкование и ковалентная связь. Гейтлером и Лондоном было показано, что связь двух атомов в молекуле водорода может быть объяснена чисто электростатическими силами, если для этого использовать квантовую механику. Силы, связывающие два атома и два электрона, возникают благодаря тому, что оба электрона имеют антипараллельные спины и с большой степенью вероятности находятся между двумя атомными ядрами насыщаемость химических связей объясняется принципом Паули. Таким образом, представления Льюиса получили исчерпывающее физическое обоснование. [c.24]

Как известно из курса неорганической химии, согласно электростатической теории валентности (Коссель, 1916 Льюис, Лангмюр), химическая связь между атомами осуществляется путем взаимодействия электронов внешних электронных слоев аюшов — валентных электронов. В результате у атомов, образовавших молекулу, создаются устойчивые внешние электронные слои, подобные внешним слоям инертных газов. При этом возможно образование ряда типов химической связи атомов, из которых наиболее важны электро-валентная, или ионная, связь и ковалентная связь, разновидностью последней является координационная связь. [c.25]

Как было показано Косселем [77], ван Аркелем и де Буром [132], а также Гарриком [49], основные свойства комплексных ионов правильно описываются на основе электростатической теории. Чтобы проиллюстрировать этот метод, рассмотрим правильный октаэдр, образованный двухвалентным ионом Са"+ (2а = 2) и шестью молекулами воды ( лв = 1,83 10"эл.-ст. ед., в = 1,444-10" см ), каждая из которых находится на расстоянии а от центрального иона (рис. 7.3). Поскольку в системе имеется шесть попарных взаимодействий между ионом и лигандами, то энергию системы можно представить в виде [c.182]

Большинство соединений углерода, прежде всего углеводороды и их производные, обладают ярко выраженным характером гомеополярных соединений. Поэтому теорию Косселя можно применить к ним только с существенные ограв)шениями. Однако, если учесть, что и у так называемых гомеополярных соединенйй в общем на одной составной части скапливается больше положительных Нарядов, а на другой больше отрицательных зарядов, то, теорию Косселя можно принять за основу при объяснении образования этих соединений. Например, образование метана СН4 можно тогда объяснить на основании допущения, что атом С вследствие его стремления принять электронную конфигурацию инертного газа. заряжается четырьмя отрицательными зарядами, отнимая у четырех атомов водорода их электроны, и затем свявы-вает электростатически положительные водородные ядра. (Благодаря малым размерам ядра водорода при этом проникают через внешнюю электронную оболочку внутрь атома.) Учитывая свойства соединений, эти представления следует, конечно, ограничивать, по крайней мере в том смысле, что электроны не полностью отнимаются у атомов водорода и что вследствие этого составные части соединения сцеплены не только за счет противоположных зарядов, но здесь проявляются еще и другие силы (резонансные силы в смысле волновой механики), которые способствуют тому, что в этом слз чае при образовании нечисто гетерополярного (соответственно гомеополярного) соединения выделяется больше энергии, чем при образовании чисто гетерополярных соединений, которых прежде всего следовало бы ожидать на основании представлений Косселя. То же можно сказать относительно образования силана 31Н4, а Также водородных соединений других элементов группы. [c.451]

Действительное развитие теории валентности не было возможно до тех пор, пока после 1913 г. не было установлено значение атомного номера и Коссель и Льюис в 1916 г. не заложили основы современной теории химических связей. Коссель указал, что элементы, число электронов у которых близко к числу электронов у инертных газов, достигают устойчивой электронной конфигурации этих последних, теряя или приобретая соответствующее число электронов. Например, сера и хлор требуют добавления двух и одного электронов соответственно, а Са и К достигают аргоновой структуры, теряя два или один электрон, в результате чего образуются ионы S -, С1 , К" " и Са +. Связи в таких солях, как КС1 и aS, будут, следовательно, вызываться электростатическим притяжением между составляющими ионами. Такое объяснение было вполне достаточно для элементов, недалеко отстоящих от инертных газов, так как существование подобных ионов было уже известно. Однако по отношению к молекуле СН4 было не столь правдоподобнп полагать, что она имеет строение С - Свойства метана резко отличаются от свойств такой соли, как КС1. Теория Льюиса дополнила теорию Косселя и, как уже упоминалось, постулировала, что электрон может быть поделен между атомами, причем два поделенных электрона осуществляют химическую связь между ними, [c.58]

Учение о природе химической связи можно рассматривать как дальнейшее развитие теории Косселя. Электростатическая модель молекулы позволяет рассчитывать энергию кристаллической решетки. По законам электростатистики между противоположно заряженными ионами действует притяжение, подчиняющееся закону Кулона. Это притяжение возрастает при сближении ионов. Однако такое сближение может происходить лишь до определенного предела, т. е. до равновесного состояния. Характер такого взаимодействия в зависимости от расстояния между ионами описывается потенциальной кривой, изображен- [c.76]

Молекулы. Как уже указывалось, электронная конфигурация инертного газа является наиболее стабильной, и естественно предположить поэтому, что в химическом соединении атомы стремятся принять структуру инертных газов (теория Косселя). Например, натрий имеет один электрон на своей внешней (валентной) оболочке, а хлор имеет семь электронов. Натрий, следовательно, переносит один электрон на хлор, образуя при этом структуру неона, тогда как хлор приобретает структуру аргона. Этот перенос делает натрий заряженным положительно, тогда как хлор становится заряженным отрицательно. Эти заряженные частицы известны как ионы хлора и натрия. Так как эти ионы заряжены противоположным знаком, то между ними существует электростатическое притяжение такая электростатическая связь называется ионной связью. Это обычный тип химической связи между электроположительными элементами I или II группы и электроотрицательными элементами VII группы периодической таблицы. Во всех этих элементах легко совершается переход к С1руктуре инертного газа. [c.19]

Выше было отмечено, что в теории Косселя образование обычной химической связи объясняется переходом электронов от одного атома к другому. Образовавшиеся ионы электростатически притягиваются, что и является сущностью обычной химической связи. Сущностью коор-динативной связи также является электростатическое притяжение ионов, однако в этом случае отсутствует предварительный переход электронов от одного атома к другому. Таким образом, физическая сущность как обычной, так и координативной связи одна и та же электростатическое притяжение. Различия имеются только в процессе образования этих связей. [c.35]

Основная причина, обусловливаюш ая реакции этого рода, по-видимому, одна и та же во всех случаях. Она скорее всего должна быть, в согласии с теорией Косселя, сведена к электростатическому отталкиванию ионов водорода полол<ительиым зарядом центрального атома комплекса. Мы должны здесь же указать, что уже в 1916 г. Коссель [10] в своей известной работе объяснил открытое Пфейффером и Вернером отш епление водорода от аквосолей с точки зрения развитой им электростатической теории. Внимательно просматривая эту работу, мы нашли там также и предсказание амидореакции. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология