Теория представления о природе химического сродства

Большую роль в развитии химии в этот период сыграл шведский ученый Я. Берцелиус. В 1800 г. он провел известные работы по разложению солей электрическим током и развил представления об электрической природе химического сродства, так называемую теорию электрического дуализма . Суть этой теории сводилась к утверждению, что каждое вещество состоит из двух частей — электроотрицательной (это чаще всего кислород) и электроположительной (металлы, водород). Во втором десятилетии XIX в. Я. Берцелиус приложил свою руку химика к атомистической теории физика Д. Дальтона определив около 20 химических эквивалентов, он придал конкретность общим представлениям Д. Дальтона. [c.4]

Когда же возникает химическая связь и какова ее конкретная природа В прошлом веке, когда сущность и причины возникновения химической связи были еще неясными, имеющийся обширный экспериментальный материал, казалось бы, позволял делать вывод, что химическая связь образуется между частицами веществ с противоположными свойствами. И. Я. Берцелиус, опираясь на эту идею, первый пытался разрешить вопрос о химической связи на основе электростатических представлений. Он создал теорию об электрической природе химического сродства (электрохимическая теория). По этой теории, атомы каждого элемента имеют два противоположных электрических полюса — положительный и отрицательный. Но в процессе реакции заряд одного полюса преобладает над зарядом другого, и это обусловливает или электроположительный (металлы) или электроотрицательный (неметаллы) характер элемента. Взаимодействуют, образуя связь между собой, лишь атомы веществ с противоположной электрической природой. Значит, причиной возникновения химической связи является электростатическое притяжение разноименных зарядов. Так, в результате притяжения положительно заряженного атома водорода к отрицательно заряженному атому хлора получается хлористый водород. [c.145]

Больщую роль понятие валентности сыграло в создании теории химического строения. Химические связи, их порядок между различными атомами в молекуле Бутлеров символически обозначил черточками. Число их означало валентность атома данного элемента. Применение на практике представлений о химическом строении означало большой щаг в познании сущности химических веществ и привело, как известно, к небывалому в то время расцвету органической химии. Существование валентности уже не вызывало сомнения. Однако утверждение этого понятия еще было в известной степени формальным, поскольку характер валентных сил, природа химического сродства, а значит, и тайна валентного штриха оставались в то время еще не раскрытыми. [c.256]

Важным направлением исследований, связанных с дальнейшим развитием теории химического строения, была разработка проблемы взаимного влияния атомов в химических соединениях. Эта проблема была широко изучена и проанализирована в докторской диссертации Марковникова Материалы к вопросу о взаимном влиянии атомов в химических соединениях (1869). В этой работе проблема взаимного влияния атомов рассматривалась как неотъемлемая и существенная часть теории химического строения. Объясняя природу взаимного влияния атомов, Марковников привлекает представления о химическом сродстве и утверждает, что именно проявлением сил химического сродства обусловлено взаимное влияние атомов. В этом отношении он целиком следует представлениям Бутлерова. [c.316]

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]

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]

Согласно теории химического строения А. М. Бутлерова в о.онове представлений о природе ненасыщенных соединений лежит понятие о двойных и тройных связях между атомами углерода. Предполагается, что сила химического сродства, связывающего атомы, делится а части (единицы сродства), а углерод всегда четырехвалентен. Поэтому строение ненасыщенных соединений выражается формулами с двумя и тремя валентными штрихами, соединяющими символы углеродных атомов. [c.430]

Основные положения новой теории А. М. Бутлеров сформулировал в статье О химическом строении органических веществ (1861) Исходя от мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы (сродства), я называю химическим строением распределение действия этой силы, вследствие которого химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу И далее Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением . Так по-новому определяет А. М. Бутлеров природу химического вещества. Это принципиальное положение легло в основу дальнейшего развития органической химии. Из него следует, что введенное А. М. Бутлеровым понятие химического строения вещества включает представление о расположении атомов и распределении связей в молекуле, а также о взаимном влиянии отдельных атомов и атомных групп в молекуле. [c.60]

Стремясь согласовать растворы с атомистической теорией, синтезировать представления Бертолле ч Пруста, Д. И. Менделеев не раз отмечал, что великое учение Дальтона об атомном строении вещества еще не прилагалось к объяснению явлений растворения между тем, по его мнению, очень важно выявить соотношения между обычными случаями соединения и явлениями растворения . Он считал, что можно согласовать растворы с атомистической теорией, если ввести понятия ассоциации и диссоциации, которые, по его мнению, определяют природу растворов. В моем уме,—писал Д. И. Менделеев,—растворы не выделяются в область, чуждую атомистических представлений, они входят вместе с обычными определенными соединениями в круг тех понятий, которые господствуют ныне в учении о влиянии масс, о диссоциации и о газах, и в то же время растворы представляют для меня самый общий случай химического воздействия, определяемого сравнительно слабыми сродствами, а потому представляют плодовитейшее поле для дальнейшего успеха химических учений . [c.304]

Понятия и постулаты о единице сродства и валентности нужны были для того, чтобы можно было написать формулы строения соединений, которые вообще могут существовать в природе, или быть синтезированными в лаборатории. Естественно, что если бы эти понятия и постулаты классической теории химического строения годились только для того, чтобы написать формулы строения, но соответствующие этим формулам соединения не существовали в природе и не могли быть получены в лаборатории, то эти представления и постулаты не отображали законов строения реальных химических частиц и не представляли никакого интереса для химической науки и теории химического строения в частности. [c.36]

Таким образом, мысль об относительности свойств химических элементов и их соединений, т. е. по существу о их двойственной природе, красной нитью проходит через все электрохимические представления Берцелиуса. Электрохимическая теория, — пишет Оствальд, — оказала огромное влияние на развитие химии. Благодаря установлению электрохимического ряда напряжений Берцелиусом были заложены основы учения об относительности сродства... [25]. [c.228]

Б первые два десятилетия XX в. различными авторами было выдвинуто много такого рода теоретических построений, различавшихся конкретными модельными представлениями. Ныне, когда известно, что субстратом единиц сродства является облако валентных электронов, можно по достоинству оценить основную идею, общую для всех теорий сродствоемкости, — положение о неравном количестве сродства, затрачиваемом атомом на образуемые им химические связи. Таким образом, теории сродствоемкости оказались тем идейным мостом, который соединил между собою классическую теорию химического строения с позднейшими теориями образования и природы ковалентной связи. [c.40]

Одним из, казалось, само собою разумеющихся постулатов классической теории химического строения было положение о том, что атом взаимодействует с другими атомами целым числом одинаковых единиц сродства. Правда, одно время, на заре этой теории, была выдвинута гипотеза изначального различия единиц сродства, но она была экспериментально опровергнута и полностью вытеснена представлением о взаимном влиянии атомов, обусловливающим некоторое изменение единиц сродства, а следовательно, и междуатомных связей, в образовании которых они потребляются [Б I, гл. III]. Но все же понятие о том, что атом на связи с другими атомами тратит одинаковое количество сродства, как бы ни различались его партнеры по своей природе, оставалось неизменным. Вследствие этого для химиков, ортодоксальных сторонников теории химического строения, составляло большую трудность объяснение строения таких соединений, как бензол, что особенно очевидно из предлагавшихся для него формул, в которых четвертая единица сродства углерода была направлена к центру кольца и либо соединялась со встречной единицей сродства, либо валентный штрих обрывался где-то около центра молекулы. [c.147]

Таким образом, концепция диссоциации позволила Нефу дать логичное толкование многих реакций непредельных соединений и при этом избежать недостатков, свойственных другим теориям 1) в сравнении с гипотезой кратных связей, которая рассматривала природу реакций как перераспределение химических связей при столкновении молекул, но не вскрывала причин, вызывающих это перераспределение связей в валентно-насыщенных молекулах, теория Нефа указывала причины (наличие свободных сродств, активация за счет диссоциации) и проще объясняла реакции присоединения 2) положение о динамическом равновесии между инертными и активными молекулами вносило динамизм в жесткие и статичные формулы строения 3) представление о влиянии смежных радикалов на степень диссоциации данного соединения объясняло различия в реакционной способности гомологов, чего не учитывала теория Байера 4) наконец. Неф решил проблемы окиси углерода и метилена окись углерода, в противоположность метилену, содержит очень малый процент активных молекул, поэтому она может существовать в свободном состоянии, почти не проявляя химической активности. [c.54]

Итак, к концу XIX в. достаточно отчетливо выкристаллизовывается представление о том, что в микромире (в механике атомов и молекул) следует искать причину проявления и действия химического сродства. От изучения природы химического сродства в XVIII и в начале XIX в., с привлечением теории притяжения Ньютона и электрохимических представлений, химики в середине XIX в. перешли к изучению порядка и расположения химической связи на плоскости и в пространстве. [c.325]

Т. Гротгус опубликовал свою новую идею в малоизвестном ежегоднике Курляндского общества словесности и художеств в Митаве в 1819 г., когда Г. Дэви и Я. Берцелиус уже создали свою теорию электрохимического сродства. Связь между электрической энергией и химическим сродством достаточно очевидна,— говорил Г. Дэви в 1806 г.— Быть может, они тождественны по своей природе и являются основными свойствами вещества . Он выступил против утверждения Я. Берцелиуса, что соли состоят И1 кислоты и основания (например, сернокислый калий КО + ЗОэ). Г. Дэви предлагал рассматривать соли как соединения металла с электроотрицательным радикалом (К-Ь304). Эти представления логли в основу водородной теории кислот. Я. Берцелиус впоследствии согласился с доводами Г. Дэви. [c.310]

Одной из важнейших вех на пути развития химии явилось открытие Д. И. Менделеевым периодического закона элементов, ставшего основой химической систематики, развития учения о строении вещ,ества и создания теории химических процессов. Большое значение для углубления представлений о природе химических превращений имело их энергетическое, точнее, термодинамическое описание. Именно термодинамика внесла в химию представление о количественной мере направления и глубине. химических процессов, т. е. о химическом сродстве, или энергии Гиббса. Термодинамический метод позволил количественно связать химические превращения с влиянием температуры и давления, с изменением концентраций веществ. На этой основе периодический закон обрел прочную базу для количественного описания свойств еще неизученных, а иногда и несинтезированных веществ. [c.8]

Развитие представлений о природе химической связи и строении молекул связано с прогрессом науки о природе фундаментальных сил, действующих между материальными объектами в природе. Как известно, первой такой силой, открытой еще И. Ньютоном, была сила тяготения. Т. У. Бергман (Швеция) и К. Л. Бертоле (Франция) еще в конце ХУП1 — начале XIX вв. пытались проявлением сил тяготения объяснить сродство между элементами, т. е. стремление их частиц к взаимодействию. Однако эта теория не выдерживала критики даже на качественном уровне. В самом деле, в соответствии с нею прочность связи должна была расти вместе с атомными массами элементов, и так как силы тяготения неспецифичны и ненасыщаемы, то возможно было бы соединение любых элементов и в любых соотношениях. Все это противоречило опыту, и гравитационную теорию сменила электрохимическая теория Я. Берцелиуса (1810). [c.194]

Так возникали представления об электрохимической природе сродства, а вместе с ними и первые представления о двойственной реакционной способности. Большой вклад в развитие этих представлений внес английский ученый Дэви. Уже первая схема электрической теории химического сродства (1806 г.) этого ученого явилась тем своеобразным фундаментом, на котором впо-. следствии и начинают формироваться первые представления об амфотерностп и окислительно-восстановительном взаимодействии веществ. [c.218]

При крайней ограниченности фактического экспериментального материала попытки теоретически объяснить различные химические явления, в частности явления горения, кальцинации металлов, химического сродства, свойств сложных веществ в связи с их составом и другие, естественно, сводились лишь к бесплодному обсуждению вопроса о роли элементов-качеств Аристотеля или трех принципов алхимиков. В конце ХУП и] первой половине XVHI в. эволюция учения об элементах шла не по пути развития представлений, высказанных Бойлем, а сводилась к возникновению многочисленных теорий о существовании в природе органического числа (4 или 5) начал. Во всех подобных теориях эклектически комбинировались либо просто объединялись и стихии Аристотеля и начала алхимиков. [c.320]

Приведенные мною примеры указывают на плодотворность применения метода изучения электронной плотности к проблеме исследования природы химической связи. Представление строения молекул органических соединений, так же как и других объектов, в виде распределения электронной плотности позволяет рассматривать молекулу как единое целое в соответствии с теорией химического строения Бутлерова, который говорил Исходя от мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы (сродства), я называю химическим строением распределение действия этой силы, вследствие которого химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу (А. М. Бутлеров. Избр. работы по органической химии. Изд. АН СССР, 1951, стр. 71—72). Согласно современным представлениям, химические силы обусловлены валентными электронами атомов, и, следовательно, изучение распределения электронной плотности является основной задачей современного развития теории химического строения как органических, так и других соединений. В настоящее время еще очень мало внимания уделяется прямому определению (при помощи эксперимента) распределения электронной плотности. Работа эта в экспериментальном отношении очень сложная и требует значительных усилий от исследователя, но большое значение полученных этим методом результатов требует значительного расширения работ по определению электронной плотностн. Совокупное применение синтеза, изучения химических и физических свойств и определения электронной плотности, несомненно, будет способствовать дальнейшему развитию теории химического строения Бутлерова. [c.196]

Интересно, что черты сходства с этими представлениями имелись еще в до-электронной теории химического сродства Флюршейма,. выдвинутой им задолго до появления теории Льюиса и широко распространенной еще много времени спустя [17]. Флюршейдг принял точку зрения Вернера на химическое сродство и на то, что протекание реакций облегчается образованием промежуточного комплекса (Кекуле). В образовании последнего участвуют атомы, имеющие неиспользованное сродство. Он утверждал, что химическая реакционная способность при постоянных термодинамических условиях определяется тремя различными факторами 1) количественным фактором , являющимся мерой количества реализуемого остаточного сродства 2) полярным фактором , делящим сродство по его качественному характеру 3) истерическим фактором ,учитывающим влияние пространственных затруднений. Количественный фактор очень сильно напоминает электронное сродство Льюиса, хотя ни в коей мере с ним не однозначен. Полярный фактор был введен для объяснения, почему два атома, имеющие достаточно сил сродства, чтобы соединиться друг с другом, тем не менее нередко не способны к этому. Такого рода неспособность приписывается тому обстоятель ству, что полярная природа данных двух атомов одинакова, соединяться же могут только атомы, имеющие противоположную полярную природу и достаточную силу сродства. Он утверждал также, что его полярный фактор нельзя объяснить какой-либо столь простой концепцией, как представление о положительных и отрицательных зарядах. Дальнейшее подтвердило эту мысль. В настоящее время нам ясно, что смысл полярного фактора теории Флюршейма состоит в том, что необходимьш условием для протекания реакции является наличие необобщенных электронов у одного из атомов и места для них в валентной оболочке другого атома. [c.37]

Для современного читателя очевидна несостоятельность попытки Чнчибабина пересмотреть учение классической стереохимии с геометрии двойной связи. В два первых десятилетия нашего века, накануне возникновения теории электронных смещений, действительно накопилось много материала в области этиленовых соединений, который не укладывался в рамки классической стереохимии. И именно в это время появляются попытки ее перестроить или пересмотреть не на основе физически обоснованного представления о природе кратных связей, а исходя из каких-либо общих скорее методологических, чем естественнонаучных принципов. Так, мы видели, что у Чнчибабина таким принципом было освобождение теории валентности от добавочных гипотез . Чуть несколько ранее Чнчибабина Остромысленский [27, стр. 207—208] выдвинул принцип сближения органических веществ с неорганическими, не требуя при этом.., конкретного представления о природе и сущности химического сродства . В этиленовых и ацетиленовых связях он, по аналогии с соединениями других элементов (азота, фосфора, серы), обладающими ярко выраженной переменной валентностью, принимал двух- и трехатомные углеродные атомы, часть единиц сродства которых остается недеятельной. [c.167]

Признание неизменности катализатора в каталитическом процессе, лежащее в основе классичеокого катализа, отнюдь не означает торжества идей Берцеллиуса о влиянии катализатора на процесс лишь ( воим присутствием и идей о нехимической природе катализа. Наоборот, последовательное развитие представлений, основанных на признании этого принципа, постепенно помогло отказаться от объяснения катализа чисто физическими причинами и доказать химическую природу катализа Как известно, наиболее крайнюю позицию в этом отношении Занимала теория промежуточных соединений, которая на основании существо ания химического сродства между катализатором и реагирующими неще-ствами утверждала об обязательном образовании определенных промежуточных химических соединений при катализе. Появившись более 100 лет назад как объяснение отдельных фактов гомогенного катализа, эта теория постепенно развивалась и была распросгранена на гетерогенный катализ в трудах Сабатье [94] и Ипатьева [95]. Она поддерживалась Шиловым [79], поддерживается в модернизированном виде и сейчас. Модернизация этой теории проходила в направлении отказа от категорических заключений об обязательном для всех случаев об])азо-вании устойчивых промежуточных соединений, которые могли бы рыть выделены, и в признании образования неустойчивых поверхностных соединений (каталитических комплексов), которые не только не образуют новой фазы и не могут быть выделены, но и не существуют вне каталитического процесса, являясь кинетически несамостоятельными промежуточными формами. [c.245]

В 1891 г. была опубликована большая статья А. Вернера, в которой был развит новый взгляд на некоторые вопросы теории сродства и атомности. Вернер выступил с критикой понятия о единицах сродства, а именно против представлений об определенной направленности единиц сродства в общепринятой теории атомности. Сродство есть сила притяжения, действующая от центра атома равномерно ко всем частям его шарообразной поверхности ,— писал он [30]. По мнению Вернера, четыре заместителя при атоме углерода должны группироваться так, чтобы обмен сродством между ними и углеродным атомом был максимальным, сть сродства, которую Вернер изобразил как участок на шарообразной поверхности, отрезаемой большим или меньшим кругом, должна потребляться на образование химической связи. Стабильное положение четырех заместителей достигается только при максимальном соприкосновении их связевых поверхностей (Вшс1еГ-1ас11е) на сфере углеродного атома, но без перекрывания сфер. Так, если все четыре атома одной природы — они расположены в углах правильного тетраэдра, если различной природы — в углах неправильного тетраэдра, в котором связевые поверхности неодинаковы. Различие в связевых поверхностях служит, по мнению Вернера, причиной изменчивости простых связей, образуемых углеродными атомами. [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология