Учение о химической связи и валентности

Учение о химической связи является центральной проблемой современной химии. Чтобы описать химическую связь в веществе, необходимо выяснить, как распределяется электронная плотность. Для этого требуется решение уравнения Шредингера. Как видно, подход к исследованию строения атомов и молекул одиТ) и тот же. Решение уравнения Шредингера осуществлено только для молекулярного иона водорода Нг , состоящего из двух протонов и одного электрона. Поскольку точное решение уравнения Шредингера для более сложных молекул невозможно, применяют приближенные методы расчета волновой функции Ф . Главными являются метод валентных связей (ВС) и метод молекулярных орбиталей (МО). [c.229]

К понятию о химическом строении привела историческая необходимость ,— говорил А. М. Бутлеров в своих лекциях. Основные предпосылки, подготовившие почву для возникновения новой теории,— учение о валентности и химической связи, представление [c.188]

Мы рассмотрели представления о химической связи с позиций метода молекулярных орбиталей и метода валентных связей (схем). Пользуясь этими теориями, объяснили некоторые конкретные примеры строения молекул, рассмотрели влияние строения молекул на их свойства. Эти приближенные теории помогают ориентироваться в большом многообразии экспериментальных данных. Однако, несмотря на большие успехи в развитии учения о химической связи, теорию, способную количественно предсказать свойства огромного разнообразия веществ, еще предстоит разработать. [c.74]

У элементов 2-го периода имеется четыре валентные орбитали, поэтому максимально возможное число ковалентных связей равно четырем. У элементов 3-го и последующих периодов роль валентных могут играть также свободные внешние -орбитали, а для элементов 5-го и последующих периодов — даже /-орбитали. В соответствии со сказанным в главных подгруппах периодической системы валентные возможности элементов возрастают. У -элементов в образовании химических связей принимают участие пять п—1) -, одна пв- и три пр-орбиталей. К сожалению, не всегда представляется возможным установить численное значение максимальной валентности элемента в соединении. Если для элементов 2-го периода эТот вопрос решается однозначно, то для элементов других периодов мнения ученых весьма противоречивы. [c.62]

О возникновении учения о валентности и появлении понятия химическая связь см. Быков Г. В. История органической химии. Структурная теория. Физическая органическая химия. Расчетные методы.— М. Химия, 1976, 360 с. [c.183]

КВАНТОВАЯ ХИМИЯ - учение о строении и физико-химических свойствах молекул, ионов, радикалов, комплексов. Основывается на представлениях современной квантовой теории, в частности, на применении квантовой механики. К. X. охватывает учение о природе химической связи, валентность, электронную структуру молекул, спектроскопические, электрические и магнитные свойства молекул, силу взаимодействия и реакционную способность молекул. К. х. является теоретической дисциплиной, находящейся на стыке физики и химии, и тесно смыкается с теоретической атомной и молекулярной физикой. [c.124]

Учение о химической связи неразрывно связано с понятием валентности. Однако для правильного понимания рассматриваемого вопроса необходимо четко разграничить понятия валентности и химической связи. Валентность возникает как формальная числовая характеристика элемента, а химическая связь представляет собой физико-химическое явление. Валентность отражает форму химического взаимодействия элементов, а химическая связь — его содержание. Поэтому между валентностью и химической связью существует различие в той мере, в какой разграничиваются понятия формы и содержания предмета. В диалектическом единстве формы и содержания (валентности и химической связи) определяющим является содержание, т.е. химическая связь. [c.57]

Валентность. В учении о химической связи широко используют очень важное понятие о валентности элементов. Способность атома к образованию химических связей называют валентностью элемента. Количественной мерой валентности принято считать число разных атомов в молекуле, с которыми данный атом образует связи. Согласно методу ВС валентность элементов определяется числом содержащихся в атоме неспаренных электронов. Для з- и р-электронов — это электроны внешнего уровня, для -элементов — внешнего и предвнешнего уровней. [c.44]

Одним из важных разделов теоретической химии является учение о химической связи. Ковалентная связь осуществляется общей электронной парой, облако которой по-разному может распределяться в пространстве относительно ядер атомов Если электронное облако располагается симметрично между ядрами обоих атомов, то такая связь является неполярной ковалентной связью. Если электронное облако смещается в сторону более электроотрицательного атома, то происходит поляризация связи. Такая ковалентная связь называется полярной. Другой разновидностью химической связи является ионная связь, которую следует рассматривать как результат полного переноса электрона от одного атома к другому. Здесь допускается, что связь обусловлена силами электростатического притяжения между частицами противоположного заряда, В металлах между атомами осуществляется металлическая связь, характерной особенностью которой является обобществление валентных электронов множеством атомов в кристалле (делокализация). [c.87]

Учение о дискретности химического сродства, установленная Фарадеем связь валентности с количественными закономерностями электролиза, обнаружение двух типов связи, диссоциирующей и недиссоциирующей в растворах на ионы, все это подводило многих естествоиспытателей, в том числе Максвелла, Гельмгольца, к идее квантов электричества. В 1891 г. Стони ввел термин электрон , вычислил на основе данных электролиза его примерный элементарный заряд и предположил их важную роль в образовании химической связи. [c.31]

В настоящее время, как никогда ранее, в неорганической химии происходит своеобразный пересмотр основных понятий и теоретических воззрений. Так, на основе учения об электронном строении молекул представление о валентности атома в молекуле постепенно теряет определенность и значение. Если исходить из представления о валентности атома в молекуле как числе химических связей, которыми он связан с другими атомами, то на основании метода валентных связей валентность атома равна числу электронных пар, которыми он совместно с другими атомами обладает. Согласно этим представлениям, в ЫНз и валентность атома азота равна 3 и 4 [c.5]

По мере развития учения о строении атома и теории химической связи дальнейшее развитие получили и представления о валентности. [c.15]

В основе современного учения о химической связи лежат две теории теория валентных связей (Полинг) и теория молекулярных орбиталей (Малликен). В современных взглядах на строение моле- [c.70]

С развитием учения о химической связи изменялось и само понятие о валентности. В настоящее время валентность определяется как число химических связей, которыми данный атом соединен с другими атомами в молекуле. [c.58]

Валентность. Понятие валентность относится к важным понятиям химии (1, с. 28). Развитие учения о химической связи дало возможность выяснить физический смысл этого понятия [c.66]

Со строением молекул, их движением и взаимодействием связаны механические, тепловые, электрические, магнитные и многие другие свойства вещества. Молекулы непрестанно волнуют воображения ученых, являются объектом исследования в физике, химии, молекулярной биологии, физике полимеров, медицине. Определяются состав молекул, их размер и форма, длины связей и валентные углы, поляризуемость и дипольные моменты, частоты и амплитуды колебаний атомов и другие величины. В зависимости от состава и своего строения молекулы характеризуются различной степенью устойчивости к нагреванию, потоку радиации и другим физическим воздействиям. Строение же молекул, т. е. расположение атомов в них, предопределяется электронной конфигурацией атомов и характером химических связей между ними. [c.114]

Модель тетраэдрического атома углерода родилась, таким обрами, в атмосфере недоверия к учению о постоянной валентности и незнания природы химического сродства. Это, однако, не помешало Я. Вант-Гоффу не только принять идею четырехвалентности атома углерода и равноценности каждой связи, но и пойти гораздо дальше. Он построил тетраэдрическую модель атома углерода с четырьмя одинаковыми связями, строго направленными к углам тетраэдра, центр которого занят самим атомом углерода. [c.221]

В процессе своего развития атомно-молекулярное учение обогатило естествознание фундаментальными законами (закон Авогадро. закон атомной теплоемкости) и такими важными понятиями, как изомерия, гомология, валентность, химическая связь, радикал, ион. [c.358]

В настоящее время есть все основания считать теорию Бутлерова фундаментальной общехимической теорией строения химических соединений и зависимости свойств их от химического строения. Эта теория — продолжение и развитие атомно-молекулярного учения Ломоносова, являющегося фундаментом всей химии. Спустя столетие после создания теории Бутлерова в результате успешного приложения к химическим объектам методов теоретической и экспериментальной физики стали глубже и полнее понимать само химическое строение. Сегодня химическое строение — это не только порядок валентной связи атомов и их взаимное влияние в веществе, но и направления и прочность связей, межатомные расстояния, распределение плотности электронного облака, эффективные заряды атомов, и т. п. Химическое строение в первую очередь определяется характером химической связи между атомами, связанными непосредственно друг с другом. Поэтому основу теории химического строения составляет учение о химической связи. [c.12]

Главное в учении о ковалентной связи — обобществление валентных электронов. В молекуле водорода обобществляются оба электрона от каждого атома водорода, которые и являются валентными. При этом одна обобществленная электронная пара соответствует одной валентности в теории химического строения Бутлерова. Общая электронная пара, ответственная за химическую связь, иначе называется поделенной парой электронов. Возникновение кратной — двойной и тройной — связи сопровождается образованием соответственно двух и трех поделенных электронных пар. Соединение атомов азота с возникновением трех ковалентных связей (тройная связь), по Льюису, можно представить следующим образом . [c.86]

Открытие сложности строения атома и его изменяемости (конец XIX и начало XX в.) вызвало к жизни целый ряд теорий химической связи и образования молекул. Было совершенно ясно, что образование химической связи идет только за счет электронов, окружающих атомное ядро, так как заряд ядра и место атома в периодической системе элементов в химических процессах не изменяются. Однако электронная теория валентности оказалась весьма сложной, и прошло много времени, прежде чем она стала современным учением о химической связи. [c.69]

Понять физический смысл валентности и структурных формул помогает учение о строении атома и химической связи. Атомы элементов способны отдавать, присоединять электроны или образовывать общие электронные пары. Электроны, которые участвуют в образовании химических связей между атомами, называют валентными. Это наиболее слабо связанные в атоме электроны. [c.107]

С развитием учения о химической связи изменялось и само понятие валентности. В настоящее время [c.85]

Химическое строение. До работ А. М. Бутлерова не уделялось достаточного внимания представлениям о расположении атомов в молекулах, хотя атомно-молекулярное учение уже утвердилось в химии, А. М. Бутлеров ввел представление о химическом строении — строго определенном порядке расположения атомов в молекуле. В основу теории строения была положена валентность элементов — важное свойство атомов, характеризующее способность нх к образованию химических связей. Согласно теории Бутлерова в молекулах веществ атомы соединены друг с другом в определенной последовательности в соответствии с их валентностью, т. е. молекулы имеют точное химическое строение. [c.294]

Основополагающие результаты получены Л. Полингом в цикле исследований структуры молекул. Ученый впервые рассчитал величины ионных радиусов, составил их таблицы, сформулировал некоторые общие правила образования ионных кристаллических структур, дал квантовомеханическое описание гомеополярной связи и решение проблемы направленности валентностей. Выдающимся вкладом в мировую науку являются работы Л. Полинга по теории химической связи н структуре сложных молекул. В последнее время интересы Л. Полинга сконцентрированы на проблемах молекулярной биологии. [c.5]

Известно, что за образование химической связи, а равно и за ое преобразование в процессе химической реакции ответственны ня-лентные электроны атомов. Известно также, что одним из очень существенных свойств электрона является спин, или момент вращательного движения электрона, наглядно моделируемый обычно посредством маленького заряженного волчка. Но с вращательным движением заряда всегда связан замкнутый ток, образующий магнит, И, действительно, спину электрона соответствует магнитный момент, равный 0,9273-10 ° эрг-гаусс . Заслуга советских ученых состоит в том, что они нашли разгадку парадокса слабые магнитные воздействия, ничтожные по энергии, оказывают могучее влияние на химические реакции, изменяя спины неспаренных валентных электронов у атомов, входящих в свободный радикал пли ион-радя-кал, и снимая спиновые запреты. Это и открывает новые возможности управления химическими процессами не на энергетической, а на спиновой основе. [c.165]

Квантовая химия — учение о строении и физико-химических свойствах молекул (ионов, радикалов, комплексов). К. х. включает учение о природе химических связей, о валентности, об электронной структуре молекул, электрических и магнитных свойствах молекул. [c.65]

Доквантовая теория химического строения устанавливала целочисленность валентности, существование кратных (двойных и тройных) связей и переменную валентность элементов в зависимости от того, в какое соеданение элемент входит. Устанавливалась также связь между высшей валентностью по водороду и по кислороду и номером группы периодической системы, в которой находится элемент. С развитием стереохимии представление о валентности дополнилось учением о направленности валентности. Со гласно этому учению химическая связь ха рактеризуется не только определенным чио лом единиц сродства, валентностью, но и направленностью валентности в пространстве. Так принималось, что валентностЯ атома углерода направлены под углом друг к другу в 109°28, т. е. от атома углерода, находящегося в центре Правильного тетраэдра, к его вершинам. Направленность валентности и ее целочисленность считались фундаментальными свойствами ковалентной связи. [c.182]

Химия—это наука, изучающая состав, структуру и свойства веществ, а также процессы их получения и превращений. Получение веществ с ценными свойствами, использование энергии химических превращений при синтезе, использование законов катализа являются важнейшими задачами химии. На основе достижений химии развивается электроматериаловедение. Учение о химической связи, валентности, периодичности элементов основывается на изучении структуры атомов, строении электронных оболочек и условий образования электронных пар. [c.7]

Понятие о валентности было введено Франклапдом (1852). К концу XIX в. классическая теория валентности достигла высокой степени совершенства. Важными этапами здесь были теория химического строения Бутлерова, периодический закон Д. И. Менделеева, учение Тиле о парциальных валентностях, которое позволило объяснить насыщенность органических соединений с кратными связями идея об остаточных валентностях Вернера, способствовавшая созданию стройной теории координационных (комплексных) соединений, и др. Однако,- несмотря на достижения теории валентности, вопрос о природе сил, соединяющих атомы в молекулы, оставался нерешенным. До открытия электрона невозможно было прнять природу химической связи. [c.73]

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]

Попять физический смысл валентности помогло учение о строении атомов и химической связл. Как уже отмечалось, электроны, которые участвуют в образовании химических связей между атомами, называются валентными. Зто электроны, наиболее слабо связанные с ядром. У химических элементов общее число валентных электронов в атоме, как правило, равно номеру группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Так, атом серы (элемент VI группы) содержит всего 16 электронов, нз них валентных 6. К валентным относятся прежде всего электроны внешних незавершенных уровней. Однако валентными могут быть и электроны второго снаружи уровня (например, у -элементов), а также электроны третьего снаружи уровня (например, у /-элементов). [c.58]

Более ста лет назад химиков очень заиктересовали периодичность химических свойств элементов как функция их атомного веса и существование групп элементов с очень сходными свойствами. Все это побуждало химиков создать удовлетворительную классификацию элементов. Самую удобную для своего времени классификацию дал вс ликий русский ученый Д. И. Менделеев. Периодическая система Д. И Мендслеера явилась самым бе льшим вкладом одного человека а общую химию всех элементов. Она и.мела важное значение как обобщение имеющихся в то время знаний, а также большую предсказательную силу, что было доказано открытием новых элементов. Другая важная черта вклада Д. И. Менделеева состояла з том, что он дал направление дальнейшего развития теории валентности и химической связи. [c.3]

Химическая связь и валентность. Понятие о химической связи является одним из основополагающих в современной химической науке. Физико-химическая природа вещества целиком определяется его химическим или кристаллохимическим строением. В настоящее время под химическим и кристаллохимическим строением понимают совокупность энергетических, геометрических и кваитовохимических характеристик вещества порядок, длина, кратность и энергия связи, распределение и пространственная направленность электронного облака, эффективные заряды атомов и т. и. Но главное в учении о химическом и кристаллохимическом строении вещества — химическая связь. Химическое и кристаллохимическое строение в первую очередь определяется характером межатомных связей всех атомов, входящих в состав данного вещества. [c.73]

Успешно справляясь с задачей количественного описания химических превращений, термодинамика не вскрывает их причинно-следственные связи. В результате на принципиально >ювой основе возникла необходимость создания теоретического фундамента химии—квантовой механики. Так возникло учение о строении вещества, химической связи и валентности, которое в существующем виде играет важную роль в понимании химической формы движения. Химия как один из важнейших разделов естествознания в своем многообразии опирается на совокупность законов природы, обладающих огромной познавательной и преобразующей силой. Однако не все законы в равной степени всесторонне охватывают причинно-следственные связи описываемых ими явлений и фактов. [c.8]

Учение о строении вещества (строение электронных оболочек атомов, строение молекул, жидкостей, растворов, твердых веществ раиличной природы) один из важнейших разделов теоретической и жспериментальной химии, цель которого—вскрытие первичных причин химических свойств и превращений. Составными частями этого учения являются теория химической связи и теория валентности, а практическими инструментами — приближенные методы решения волнового уравнения Э. Шредингера—теория валентных связей (ВС) и молекулярных орбиталей (МО). [c.187]

Таким образом, вопреки довольно распространенному мнению чисто ионных соединений с идеальной ионной связью на самом деле не существует . Между тем принято считать, что химическая связь у подавляющего большинства неорганических соединений имеет ионный характер. Объясняется это двумя исторически сложившимися причинами. Во-первых, почти все химические реакции исследовались в водной среде и представляли, по существу, ионные реакции. В то же время поведение вещества в водных растворах коренным образом отличает ся от его свойств в отсутствие воды. Так, соляная кислота относится к числу сильнейших электролитов растворенный в воде хлорид водорода полностью диссоциирует на ионы водорода и хлора. Основываясь на этом факте, можно было бы допустить ионную связь в молекуле НС1. Однако безводный хлорид водорода представляет собой почти неионное соединение, в котором эффективные заряды водорода и хлора соответственно равны +0,17 и -0,17. Во-вторых, в свете учения об ионной связи в неорганической химии укоренились представления о положительной и отрицательной валентности (электровалентности). Даже если невозможны отдача и присоединение электронов, нередко подразумевали электровалентность, т.е. ионную связь. Это усугублялось еще и тем, что в неорганической химии исключительно важную роль играет электронная теория окислительно-восстановительных реакций, постулирующая переход электронов от восстановителей к окислителям. При этом степень окисления полностью отождествлялась с элект-ровалентностью и для удобства подсчета числа отдаваемых и присоединяемых электронов заведомо неионные соединения рассматривались как вещества с ионной связью. Между тем понятие степени окисления не имеет ничего общего [c.64]

На протяжении XIX в. одна за другой предпринимались попытки создания единой теории химической связи. Гравитационная теория Бергмана—Бертолле сменилась электрохимической коице1щней Берцелиуса (1810). Возникшая в 40-х годах XIX в. формалистическая теория типов Дюма —Жерара уступила место учению о химическом строении вещества А. 14. Бутлерова (1861), составившему теоретическую основу органической химии. В 1852 г. Франкланд ввел понятие валентности, численно выражающей способность атома данного элемента всту- [c.106]