Основы теории строения атома. Валентность

В начале двадцатых годов, когда стало известно ядерно-электронное строение атома, выяснилось, что химическая связь заключается во взаимодействии электрически заряженных частиц. Физический смысл штриха в структурных формулах попытался расшифровать в 1916 г. Г. Льюис, на основе теории строения электронной оболочки атома Н. Бора. Согласно представлениям Г. Льюиса, атомы в молекулах связаны между собой за счет образования общих электронных пар, принадлежащих обоим связанным атомам. Количество электронов, расходуемое атомом на образование электронных пар и равное числу общих пар, которыми этот атом связан с другими атомами, определяет его валентность. Таким образом, черточка в структурной формуле, отвечающая единице валентности, обозначает [c.127]

Новая структурная классификация химических наук возникла в тесной связи с процессом формирования отдельных специфических направлений исследований и последующей дифференциации химии на отдельные химические науки, для каждой из которых более строго определялись объекты и специальные методы исследований. Новая классификация химических наук отразила логическое развитие химических знаний в XIX столетии и вполне соответствовала задачам дальнейшей, более специализированной, разработки отдельных направлений исследований. Заметим попутно, что употребляемое и в настоящее время название общая химия сохранено, в основном, для обозначения учебной дисциплины — основного курса химии в планах химического образования. Новая структурная классификация химии, как известно, представляет основу структуры и классификации химических наук, принятую в наше время. В конце 80-х годов прошлого столетия многим казалось, что химия в какой-то степени завершила свое развитие. Действительно, к этому времени сложились, казалось, строго научные определения основных понятий химии — элемент, атом, молекула, эквивалент, простое тело, валентность и др. Научную базу химии составляли фундаментальные законы и основополагающие теории, открытые и установленные в течение XIX столетия и увенчанные теорией химического строения и периодическим законом. Химия располагала к этому времени комплексом закономерностей, открытых в результате изучения различных сторон химического процесса и различных химических явлений. Органическая химия, занявшая к тому времени первенствующее положение в исследованиях, прочно вступила в новый этап своего развития — эпоху направленного органического синтеза. Многие химики полагали поэтому, что основные проблемы химии уже получили свое решение и что постройка научного здания химии в основном уже завершена, за исключением некоторых деталей. [c.12]

Итак, основы стереохимической теории были заложены Пастером развиты они были Ле-Белем и Вант-Гоффом. Выше мы видим, что Ле-Бель и Вант-Гофф в 1874 г. выдвинули пространственные представления в органической химии, введя понятие о тетраэдрическом строении углеродистых соединений. Развивая мысли Партера, Ле-Бель и Вант-Гофф, почти одновременно показали, что во всех оптически деятельных органических соединениях содержится асимметрический атом углерода, т. е. такой, четыре единицы валентности которого связаны с четырьмя различными атомами и радикалами. [c.237]

Успех в этом направлении был достигнут не сразу. Существенную роль в развитии структурной теории сыграла физика атома. В результате открытия радиоактивности, рентгеновских лучей и электронов постепенно стало ясным, что в основе валентности и химической связи лежит электрон. В 1913 г. Бор дал теорию строения атомов, согласно которой каждый атом представляет собой как бы планетарную систему с положительным ядром в центре и с электронами, вращающимися вокруг него по орбитам. Вскоре после этого появились теории химической связи, построенные на электронных представлениях. [c.7]

Преимущество метода МО над методом валентных связей состоит очевидно в том, что в основе первого лежит модель, которая в известной степени правильно передает внутреннее строение химических соединений. Клементи следующим образом характеризует преимущества метода МО он использует расчетную методику, которая может быть апробирована на примерах атомов. Электронная теория молекул принципиально и практически должна быть применима к предельному случаю — атому. Электроны не меняют своей природы при переходе от атомов к молекулам И для описания различных [c.90]

Со времен М. В. Ломоносова ученых занимал вопрос о причинах химического сродства между элементами, о природе сил, вызывающих образование химических соединений. Но решить этот вопрос удалось только на основе теории строения ато.ма. Оказалось, что наибольшее значение для возникновения химической связи имеют силы взаимодействия между электронами атомов, их движения и перегруппировки. При этом особенно ваншую роль играют валентные электроны, т. е. внешние, наиболее подвижные электроны незавершенных слоев атомов. Электроны же внутренних, завершенных энергетических уровней не участвуют в осуществлении химической связи. Поведение элемента в реакции зависит от свойств его атома терять свои электроны или приобретать чу>кие, от прочности связи между валентными электронами и атомом. [c.55]

Координационными или комплексными называют соединения, содержащие центральный атом или ион и группу молекул или ионов, его окружающих и связанных с ним (лигандов). Число лигандов, связанных с центральным атомом (ионом), называют координационным числом иона. Оно зависит как от электронной структуры, так и от соотношения между радиусами центрального атома (иона) и лигандов. Координационное число центрального атома (иона) обычно превышает его валентность, понимаемую как формальный положительный заряд на атоме. Высокая устойчивость многих комплексных соединений указываает, что химическая связь в них не отличается по своей природе от химической связи в обычных ионных или ковалентных соединениях. В большинстве координационных соединений центром является ион переходного металла (Т , Со , Сг " и др.), а лигандами — ионы или полярные молекулы (обладающие к тому же неподеленной парой электронов.) Именно поэтому электростатические представления легли в основу теории комплексных соединений, так называемой теории кристаллического поля, учитывающей также квантовомеханические особенности строения электронной оболочки центрального иона (Бете, Ван Флек). [c.120]

Основные научные исследования посвяш,ены развитию электронных представлений в химии. Предложил (1916) статическую электронную теорию строения атомов и молекул, согласно которой а) атомы благородных газов обладают особенно устойчивой восьмиэлектронной внешней оболочкой (атом гелия — двухэлектронной) б) атомы других элементов во внешней оболочке имеют неполный электронный октет в) образование химического соединения происходит вследствие перехода электронов от атома одного элемента к атому другого элемента и появления ионной химической связи, то есть благодаря электростатическому притяжению. Наиболее устойчивыми должны быть те соединения, в которых валентные электроны распределяются так, чтобы каждый атом был окружен оболочкой, имитирующей электронную оболочку благородного газа. Гипотеза Косселя о гетерополярных связях легла в основу теории ионной связи и гетеровалентности. [22, 324[ [c.258]

Теория строения в органической химии возникла и развивалась на основе представления о тетраэдрическом строении углеродного атома. Она получила мощный стимул для своего развития в электронной теории валентности, основные положения которой рассматривались в гл. 5. Теперь можно выражать строение большого числа органических соединений с помощью простых схем, описывающих связи-, они легко могут быть преобразованы в трехмерные модели, отвечающие разнообразию молекулярных свойств. Однако существует большое число соединений, для которых обычная структурная теория не-дает исчерпывающего описания, поскольку используемые структуры не отражают в достаточной мере действительного строения молекул. В ряду таких соединений особое место занимают ароматические углеводороды, или арены, и в частности бензол СбНб, который заслуживает наибольшего внимания. Несмотря на то что эти соединения напоминают полиены в том отношении, что они содержат меньше 2п 2) п атомов водорода на атом углерода, их химическая устойчивость приближается к устойчивости алканов. [c.207]

Соединения, содержащие различные валентные формы одного и того же элемента. Различные соединения, содержащие атом одного и того же элемента в разных валентных состояниях, давно обращали на себя внимание. Многие из таких соединений интенсивно окрашены [87, 88]. Это наблюдение было основой одной из теорий, связывающих строение и окраску неорганических соединений. Выше (гл. 4) рассматривались соединения типа берлинской лазури или молибденовой сини или смесь FeO с ЕегОз и т. п. Окраску таких твердых соединений объясняют осцилляцией электрона между двумя атомами эле мента б одной молекуле. В растворе при Смешивании соединений одного элемента в разных валентных формах наблюдается часто образование довольно интенсивно окрашенных комплексов. Так, давно известно, что при смешивании бесцветного раствора Ti U со слабо-фиолетовым раствором Ti la (в среде 2 М раствора НС1) образуется растворимое интенсивно окрашенное красно-фиолетовое соединение. Изучение спектров поглощения подтверждает образование соединения. Интенсивная окраска объясняется тем, что оба атома энергетически равноценны, т. е. потенциал ионизации одного атома титана точно равен сродству к электрону другого атома титана. Поэтому энергия переноса электрона в таком соединении близка к нулю и полоса поглощения смещается к длинным волнам [89]. [c.364]

Открытие электронов и появление теории Бора (1913) строения атома способствовали дальнейшему развитию теории химического строения, так как в органическую химию были введены электронные представления. Одну из первых электронных гипотез в органической химии выдвинул в России в 1914—1916 г. А. М. Беркенгейм. В основе его взглядов лежали электростатические представления. Согласно гипотезе А. М. Беркеигейма, углерод выполняет смешанные функции, являясь электроположительным по отношению к таким атомам, как хлор, и электроотрицательным по отношению к таким атомам, как водород. Эти смешанные функции атом углерода выполняет одновременно по отношению к разным атомам, с которыми он связан. Согласно теории А. М. Беркеигейма, химическая связь осуществляется одним электроном. В неорганических соединениях этот электрон может пол--ностью перейти от одного атома к другому, после чего атомы будут удерживаться только электростатическими силами. В органических молекулах валентный электрон полностью не переходит от одного атома к другому, а только смещается по направлению к одному из них, например, от углерода к хлору, от водорода к углероду и т. п.. [c.29]