Химическая связь Представление о химической связи В. Косселя и Г. Льюиса

В большинстве учебников, вплоть до современных, валентность определяется как способность атома образовывать различное число химических связей с другими атомами. Современные представления о природе химической связи основаны на электронной (спиновой) теории валентности (наибольший вклад в развитие этой теории внесли Г.Льюис и В.Коссель), в соответствии с которой атомы, образуя связи, стремятся к достижению наиболее устойчивой (т.е. имеющей наименьшую энергию) электронной конфигурации. При этом электроны, принимающие участие в образовании химических связей, называются валентными. [c.43]

После открытия электрона стало возможным дальнейшее развитие теории связи. Появляются ионная теория химической связи Косселя (1915) и электронная теория валентности Льюиса (1916), которая является наиболее общей и охватывает основные типы химической связи ковалентную и ионную. В последующем много было сделано в математическом описании теории валентности, но в основе представлений о химической связи лежит теория Льюиса. Существенным в указанных теориях служит то, что в образовании химической связи участвуют лишь внешние (валентные) электроны. [c.73]

Однако только на базе работ Косселя и Льюиса в 1916 г. зародились фундаментальные гипотезы, которые в настоящее время являются основой наших представлений о химической связи. [c.47]

Появление атомной модели Бора, впервые объяснившей строение электронной оболочки атома (см. 4.1), способствовало созданию представления о химической связи и ее электронной природе. В 1915 г. немецкий физик Кос-сель дал объяснение химической связи в солях, в 1916 г. американский фи-зико-химик Льюис предложил трактовку химической связи в молекулах. Коссель и Льюис исходили из представления о том, что атомы элементов обладают тенденцией к достижению электронной конфигурации благородных газов. Атомы благородных газов, кроме элемента первого периода — гелия, имеют во внешнем электронном слое, т. е. на высшем энергетическом уровне, устойчивый октет (восемь) электронов при таком строении способность атомов к вступлению в химические реакции минимальна, например, в противоположность атомам водорода, кислорода, хлора и другим, атомы благородных газов не образуют двухатомных молекул. Представления Косселя и Льюиса [c.110]

В 1916 г. было описано два типа химической связи ионная связь В. Кос-сель, Германия) и ковалентная связь (Г. И. Льюис, Калифорнийский университет). И Коссель, и Льюис основывали свои представления на следующей концепции атома. [c.11]

В 1897 г. Томсоном был открыт электрон, им же высказаны мысли об электронном строении атомов и о связи химических свойств с числом электронов в атоме. На базе этих представлений возникли первые модели атома (Томсон, 1904 Резерфорд, 1911) и первые теории химической связи (Коссель и Льюис, 1916). [c.89]

Представление о химической связи В. Косселя и Г. Льюиса [c.501]

Основополагающая работа Бора 1913 г. [42] стала важнейшим опорным пунктом для развития представлений о связи свойств элементов со строением атома и, далее,—для непосредственной разработки формальной теории периодической системы. Характеризуя эти представления в целом, можно выделить два направления одно, связанное со статическими электронными теориями строения атома (В. Коссель — Г. Льюис — И. Ленгмюр), и другое, заключавшееся в обосновании схемы формирования электронных конфигураций атомов по мере роста на основе квантовой теории атома и увязывании этой схемы с периодичностью изменения свойств химических элементов. Оба указанных направления взаимно коррелировали друг с другом и в конечном счете привели к долгожданному физическому обоснованию явления периодичности. [c.248]

Фундаментом учения о строении вещества явилось открытие Д, И, Менделеевым периодического закона, пользуясь которым можно описать свойства соединений, в том числе и молекулярных, основываясь на свойствах образующих их атомов. Первые варианты теории химической связи, основанные на представлениях об электронной природе атомов, принадлежат В. Косселю и Дж. Льюису. В теории [c.234]

Разрабатывая теорию химического строения, Бутлеров не ста-вил перед собой задачу выяснения природы химической связи, справедливо считая, что химия в то время еще не была готова к решению этой задачи. Действительно, необходимой предпосылкой создания теории химической связи было выяснение строения атома. Лишь после того, как стали известны основные черты электронной структуры атомов, появилась возможность для разработки такой теории. В 1916 г. американский физико-химик Дж. Льюис высказал предположение, что химическая связь возникает путем образования электронной пары, одновременно принадлежащей двум атомам эта идея послужила исходным пунктом для разработки современной теории ковалентной связи. В том же 1916 г. немецкий ученый В. Коссель предположил, что при взан.мо-действии двух атомов один из них отдает, а другой принимает электроны при этом первый атом превращается в положительно заряженный, а второй — в отрицательно заряженный ион взаимное электростатическое притяжение образовавшихся ионов и приводит к образованию устойчивого соединения. Дальнейшее развитие идей Косселя привело к созданию современных представлений [c.119]

Как и во времена Чугаева и Вернера, заложивших основу для последуюш,их исследований химии комплексных соединений, и Льюиса, Косселя и Ленгмюра, создавших первый черновой набросок современной теории химической связи, стимулом и первопричиной для развития новых теоретических представлений явились успехи экспериментальной химии. Однако, возникнув, эти новые теоретические представления могут стать мощным средством познания и предсказания природы химических соединений, средством, помогающим кратчайшим и наиболее экономным и рациональным путем решать основную задачу современного неорганического синтеза — получения новых веществ с заранее намеченными свойствами. [c.5]

В 1916 г. были заложены основные представления об электронном характере химической связи между атомами в молекуле (ионная связь, переход электронов — В. Коссель ковалентная связь, дублет — Г. Льюис). [c.53]

И ваш случай, — снова обернулся учитель к Водороду и Хлору, — давно известен людям. Почти одновременно с Косселем американский ученый Джильберт Льюис создал еще одну теорию, объясняющую химические связи. Его представления были разнообразнее. Он принимал во внимание, что не каждый атом согласен добровольно отдавать свои электроны, как, например. Литий, и участвовать в образовании ионных связей. Льюис не так категоричен и бескомпромиссен в своих представлениях о химических связях. Он считает, что в основе всех ваших интересов лежит стремление атомов приобрести завершенную электронную конфигурацию инертных газов. И осуществление ваших стремлений может происходить мирным путем. Один партнер отдает один электрон, другой, следуя его примеру, добавляет еще один электрон. Так образуется общая электронная пара, которая двигается вокруг двух ядер. Если оба взаимодействующих атома принадлежат к сходным по свойствам элементам, если эти элементы близки по своей электроотрицательности, тогда атомы по-честному распределяют между собой электронную пару. Она будет равномерно задерживаться и у того, и у другого атома, участвующего во взаимодействии. [c.188]

В развитии теоретических представлений как о взаимном влиянии лигандов вообще, так и об основных его типах — трансвлиянии и цисвлиянии, определяющую роль играл уровень знаний о природе химической связи. Первые успехи в теоретическом осмысливании закономерности трансвлияния были сделаны с использованием теорий химической связи Косселя и Льюиса. С начала 1940-х годов развитие теорий трансвлияния было связано с квантовомеханическими представлениями, введенными в химию Л. Полингом. [c.170]

Теория электролитической диссоциации заложила основу ионной теории строения солей и других электролитов. Открытие электрона, явившееся логическим завершением установленных Фарадеем количественных законов электролиза, было следующей предпосылкой для создания теории электровалентности. Наиболее характерным химическим актом стало представляться образование катионов и анионов, связанных простым электростатическим притяжением. Катионы получаются из атомов металлов, потерявших электроны, захваченные другими атомами, образующими анионы. Наиболее полно и последовательно это представление было использовано Косселем (1917 г.) в применении к соединениям и процессам неорганической химии. Однако и Косселю было ясно, что неполярные (или гомеополярные) вещества (например, двухатомные молекулы таких элементов, как водород или азот, углеводороды и др.) следует рассматривать с других позиций. Этот другой подход был развит к 1916 г. Льюисом, однако вследствие разразившейся в то время первой мировой войны его теория не сразу стала повсеместно известной. Основное положение теории Льюиса, сохранившееся незыблемым для громадного большинства органических веществ, — образование химической связи в неионно построенных соединениях (так называемой ковалентной связи) за счет пары электронов, выделяемых по одному каждым из связываемых атомов. Таким образом, обычным формулам соответствуют следующие льюисовские формулы [c.20]

Для теории Льюиса — Лангмюра характерно то, что она в первую очередь занимается гомеополярными соединениями, в то время как теория Косселя, наоборот, исходит из гетерополярных соединений. Теперь не подлежит никакому сомнению, что для типично гетерополярных соединений взгляды Косселя по существу оправдываются. В область же менее ярко выраженных гетерополярных соединений они могут быть распространены лишь с осторожностью. Для чисто гомеополярной связи Косселем были развиты представления, которые сродни представлениям Льюиса и Лангмюра. Как оказалось впоследствии, теория Льюиса — Лангмюра дает весьма плодотворный подход к пониманию гомеополярной связи. Лежащие в ее основе положения были подтверждены квантово-механической трактовкой химической связи. Однако нельзя не отметить того, что формулы, основанные исключительно на теории Льюиса — Лангмюра без учета дополнений и углублений, возможных при использовании положений волновой механики, и без использования экспериментального контроля, обладают чисто гипотетическим характером и что выводы из этих формул следует делать с осторожностью. [c.139]

Теоретическое объяснение валентности и сродства ионов при образовании ими сложных химических соединений на основе электростатических представлений дал немецкий ученый Коссель в 1915—1916 гг. В те же годы американский исследователь Льюис развил теорию ковалентных связей особенно важную для объяснения образования комплексных соединений, в которых лигандами являются нейтральные молекулы. [c.277]

Роль отдачи и присоединения электронов в образовании химической связи впервые рассмотрена немецким ученым Косселем в 1916 г. В том же году американским ученым Льюисом предложена теория образования химической связи с помощью электронных пар, одновременно принадлежащих двум атомам. На базе работ Косселя и Льюиса развилось современное учение о химической связи. Химическая связь осуществляется валентными электронами у 8- и р-элементов внешними электронами, у -электронов внешними пз и предвнешними (п— 1) электронами, у /-элементов пз, (п— 1) и (и— 2)/ электронами. По современным представлениям химическая связь имеет электрическую природу. Но осуществляется она по-разному. Поэтому различают три основных типа химических связей ковалентную, ионную и металлическую. [c.77]

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]

В 1916 г. В. Коссель выдвинул предположение, что при образовании химической связи происходит передача электронов от одного атома к другому в результате образуются заряженные частицы, которые притягиваются друг к другу. Это представление правильно отразило природу ионной (гетерополярной, электровалентной) связи, характерной для большинства неорганических соединений. Однако было ясно, что в таких молекулах, как водород Нз, хлор С1г, метан СН4, и в более сложных органических соединениях природа связи должна быть иной. Основы для понимания этого типа связи были заложены в работах Г. Льюиса и И. Ленгмюра (1913— 1920 гг.), указавших на особую роль октета электронов как устойчивой электронной оболочки и на возможность создания октета не только путем передачи, но и путем обобщения электро1Юв. От этих работ ведет свое начало представление о существовании особого типа связи (ковалентной, гомеополярной), осуществляемой парой электронов. Так валентная черточка классической теории строения получила физическое истолкование. И все же перед учеными продолжали стоять вопросы почему именно электронная пара необходима для создания ковалентной связи, почему устойчив именно октет электронов, в каком состоянии находятся связующие электроны Поиски ответа на эти вопросы с помощью зародившейся в середине 20-х годов квантовой механики явились одним из направлений дальнейшего развития теории химической связи. Для судьбы электронных представлений в органической химии важнейшее значение имело и развитие в другом направлении объяснение с новых позиций богатого экспериментального материала органической химии предсказание новых, еще неизвестных экспериментальных фактов. [c.38]

С развитием представлений об электронном строении атома стало ясным, что особая химическая инертность гелия, неона, аргона и их аналогов обусловлена повышенной устойчивостью полностью укомплектованных 5- и /3-оболочек. С учетом этого и были разработаны представления о ионной (Коссель, 1916) и ковалентной (Льюис, 1916) связи. Особая устойчивость электронного октета и стремление других атомов тем или иным способом приобрести электронную конфигурацию благородного газа на долгие годы стали краеугольным камнем теорий химической связи и кристаллохимического строения (правило Юм-Розери 8—Л, критерий Музера и Пирсона и др.). Нулевая группа стала своеобразной осью периодической системы, отражающей так называемое полновалентное правило (стабильность октетной конфигурации), подобно тому как УА-группа является осью, отражающей четырехэлектронное правило. [c.397]

Начало XX в. ознаменовалось большими успехами атомной н и молекулярной физики. Этот период характеризуется переходом от ( юрмальных представлений о валентности к электронной теории Льюиса и Косселя (1916—1917), согласно которой каждому валентному штриху в структурной формуле соответствует связевая электронная пара и понятие валентности было отождествлено с числом неспаренных электронов внешней оболочки атомов. Эта теория объяснила насыщаемость ковалентных химических связей и ненасыщаемость ионных, а также привела к пониманию зависимости валентности не только от природы атома, но и от его окружения. Однако и электронная теория оказалась недостаточно строгой, поскольку она не могла объяснить валентность без дополнительных данных о геометрической структуре соединений. [c.263]

Синтезы циклопентадиенил-аниона и циклооктатетраена, осуществленные в начале двадцатого столетия, совпали с новым пробуждением интереса к природе вещества. Открытие электрона, радиоактивности и атомного ядра активизировали научную мысль успехи в области физики были вскоре использованы при обсуждении строения молекул. Теории Косселя, Лангмюра, Льюиса и других позволили формально описать химические связи с участием электронов. Особенно плодотворной оказалась октетная теория Льюиса, в которой магическому числу восемь приписывалась важнейшая роль в образовании электронной валентной оболочки вокруг атомов. В 1925 г. Армит и Робинсон [17], модифицировав гексацентричесКую теорию Бамбергера на основе электронных представлений, предположили, что ароматический секстет, подобно октету, представляет собой особо устойчивую комбинацию электронов. Как и в случае октета, причина, почему шесть, а не четыре или восемь электронов принимают устойчивую конфигурацию, оставалась непонятной. Примерно в то же время Ингольд [18] предположил, что помимо структур Кекуле в основное состояние бензола могут вносить вклад структуры ара-связанного бензола Дьюара, и таким образом была создана резонансная картина бензола. [c.286]

Поразительно, что еще в XIX в. химики сумели ввести такие понятия о структуре вещества, которые хорошо согласуются с современными представлениями, основанными на квантовой теории химической связи и на непосредственном определении структуры соединений методами дифракции электронов или нейтронов либо при помощи рентгеноструктурного анализа. Еще более поразительно то, что в появившейся в 1916 г. теории Косселя и Льюиса решающая роль в развитии представлений о возникновении химической связи отводилась электронам. (Напомним, что электрон был открыт Томсоном лишь за 19 лет до этого и что всего пятью годами раньше Резерфорд предложил планетарную модель атома.) Основными понятиями этой весьма успешной и продуктивной теории были электровалентность и ковалентность— качественные представления, которые до настоящего времени хорошо служат химии. На указанных представлениях о химической связи основана теория мезомерного и индуктивного эффектов, которая успешно применялась для объяснения данных, полученных в органической и неорганической химии (Робинсон, Ингольд, Арндт, Эйстерт). Несомненно также важное значение работ выдающихся ученых прошлого Кекуле, Купера, Бутлерова, Вернера и (по пространственному строению) Ле Бела и Вант Гоффа. [c.11]

Ко времени выхода в свет монографии Льюиса влияние новых идей стало заметно сказываться даже на тех химиках, которые были раньше тopoнникa ш электростатических представлений о химической связи в органических соединениях. Правда, отступление, как обычно бывает в теоретической химии, было постепенным и внешне выглядело не как отказ от старых взглядов, а как их некоторое видоизменение, не затрагивающее основной идеи. Такова, например, была эволюция взглядов Штиглица. В 1922 г. он предложил [40] различать два вида полярности связей полярность крайнего типа , как в Na I, и полярность, типичную для органических соединений, где переход электронов от атома к атому не такой полный, как в случае обычных электролитов [там же, стр. 1313]. Штиглиц отмечает, что указание на существование такого рода полярности имеется в работах Бора, Льюиса и Косселя. [c.101]

Изложенные нами представления о химической связи в ионных соединениях были впервые высказаны в 1916 г. немецким физико-химиком Косселем, а на значение для химической связи образования электронных пар было указано в том же году американским физико-химиком Льюисом. Теория ковалентной связи и пред-стзв.чения о возбужденных состояниях атомов, образующих связь, были развиты английским физиком Лондоном в 1928 г. [c.101]