Косселя теория строения молекул

Исследование природы химической связи и строения молекул развивалось параллельно с изучением строения атома. К началу двадцатых годов были разработаны основы электронной теории химической связи (Льюис, Коссель, Борн). Квантово-механическая теория ковалентной связи развита Гейтлером и Лондоном (1927). Тогда же получили развитие учение о полярной структуре молекул и теория межмолекулярного взаимодействия. [c.19]

Исследование природы химической связи и строения молекул развивалось параллельно с изучение. строения атома. К началу двадцатых годов текущего столетия Косселем и Льюисом были разработаны основы электронной теории химической связи. Гейтлером и Лондоном (1927) была развита квантовомеханическая теория химической связи. Тогда же получили развитие учение о полярной структуре молекул и теория межмолекулярного взаимодействия. Основываясь на крупнейших открытиях физики в области строения атомов и используя теоретические методы квантовой механики и статистической физики, а также новые экспериментальные методы, такие как рентгеновский анализ, спектроскопия, масс-спектроскопия, магнитные методы, метод меченых атомов и другие, физики и физи-ко-химики добились больших успехов в изучении строения молекул и кристаллов и в познании природы химической связи и законов, управляющих ею. [c.8]

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]

Развитие электронных представлений о строении атома и молекулы (начало XX в. Н. Бор, В. Коссель, Г. Льюис) привело к поискам решения этой проблемы на электронном уровне, а разработка в 30-х годах основ квантовой механики (В. Гейзенберг, Э. Шредингер, Э. Хюккель) послужила толчком для развития в теории строения и реакционной способности качественно нового метода — метода молекулярных орбиталей. Узловой теоретической проблемой современной органической химии стала теория активированного комплекса и механизма реакций. [c.9]

За 100 лет, прошедших с того момента, как Бутлеров высказал идею о связи между химическими свойствами соединений (реакционной способностью) и их строением, в химии был накоплен огромный опытный материал на примере разнообразных соединений и классов реакций, иллюстрирующий и подтверждающий правильность идеи Бутлерова. Попытки обобщений этого материала и теоретической интерпретации установленных на опыте закономерностей предпринимались Вант-Гоффом, Оствальдом, Дж. Томсоном, Косселем на основе электронных представлений и электрической теории строения атома и далее Полингом, Коулсоном и другими — на основе квантовой теории строения атомов и молекул. В результате этих попыток наметились пути, на которых отдельные вопросы связи реакционной способности и строения химических соединений получили неко- [c.293]

В. Коссель предложил статистическую электронную теорию строения атомов и молекул. [c.668]

В известной теоретической схеме Косселя (1916) органические соединения затронуты мимоходом, поскольку автор ссылается на успешное их истолкование в работе Штарка. Коссель высказал важную идею, которая в зачаточной форме была уже у Томсона — о существовании постепенного перехода от чисто полярных соединений (например, НС1) к типично неполярному (например, Нз). Работа Косселя, кроме идеи о существовании градации в полярности связей, затем принятой и в теориях строения органических соединений, интересна еще и тем, что в ней ясно указано на недостаток в принципе статических моделей электронного строения атомов и молекул (в том числе и модели Штарка) и на то, что будущее за моделью Резерфорда — Бора и квантовой теорией. [c.62]

Ответ на этот вопрос дает теория Косселя, согласно которой молекулы гидроокисей рассматриваются упрощенно, как состоящие из ионов, притягивающихся друг к другу по закону Кулона. При этом, если заряды ионов обозначить через ei Рис. 21. Схема И бг, а их радиусы — через г, и Га (рис. 21), то строения моле- действующая между ними сила притяжения равна кулы, образо- (в пустоте) ванной соединением двух 1-е, [c.164]

Эмпирические формулы, применяемые и сейчас для краткой записи, постепенно превратились в дальнейшем наполовину в графические схемы, отразив развитие пространственных знаний о строении молекул формулы теории строения (формулы Кекуле— Бутлерова и электронные) и координационной теории (формулы Вернера, интерпретированные Л. С. Косселем). В связи с этим они, безусловно, выиграли в наглядности и в передаче качественных различий (изомеры, химические функции, внутренняя и внешняя сферы и др.). Однако там, где геометрический принцип достиг своего высшего развития — в стереохимии — он не нашел [c.370]

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]

Теория, объясняющая образование комплексных соединений с позиций электростатического взаимодействия ионов, была разработана Косселем (1916—1922). Согласно модели, лежащей в основе этой теории, ионы лигандов и комплексообразователя представляют собой абсолютно твердые сферы с зарядом, сосредоточенным в центре. Используя эти представления, а также закон Кулона, можно вычислить энергию связи в любом комплексном ионе. Однако ионная модель, качественно правильно описывая строение комплексных соединений, не дает количественного совпадения экспериментальных и теоретически вычисленных значений энергии связи. Наибольшее расхождение имеет место в тех случаях, когда лиганды являются не ионами, а нейтральными молекулами. Расчеты Косселя показали также, что при увеличении числа лигандов силы взаимного расталкивания их возрастают, в связи с чем уменьшается прочность связей между лигандами и центральным атомом. [c.270]

Причина возникновения связей между атомами в молекулах оставалась неизвестной до развития учения о строении атома. После открытия электрона и появления первых моделей атомов был сделан ряд попыток объяснить валентность строением атомов. В 1904 г. английский ученый Дж. Томсон связал валентность с перемещением электронов от одного атома к другому при образовании химических соединений. Позднее, в 1914 г., этот же вопрос был более детально разработан Л. В. Писаржевским. В 1915 г. немецкий химик Коссель предложи.л теорию химической связи, названную впоследствии теорией электровалентной связи. В своей теории он исходил из того факта, что атомы элементов нулевой группы периодической системы инертны, т. е. не вступают в химические реакции с другими атомами. Отсюда Коссель сделал вывод, что атомы инертных элементов имеют особо устойчивые электронные оболочки. В основу теории химической связи он положил представление о том, что одни атомы, химически свя-вываясь с другими атомами, теряют с внешнего энергетического [c.54]

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]

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]

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]

В течение семи лет, которые протекли со времени Moeit преды-душей публикации, касающейся строения молекулы г природы химической связи, во взглядах, там высказанных, оказалось мало такого, что бы следовало исключить, хотя теперь надо многое добавить ,— так пишет автор в предисловии [там же, стр. 9 . Он обстоятельно описывает историю вопроса, начиная со Biieu неопубликованной теории 1902 г. до работ Косселя и своей 191O года . Говоря о сходстве обеих работ в объяснении более полярных химических соединений , Льюис замечает, что он пошел дальше в объяснении, причем с той же точки зрения, соединений, принад-лел<сащих к менее полярному типу , [c.94]

Теория Льюиса и упомянутая выше теория Косселя являются лишь известными прибли-жениями к теории химической связи, которую дает современная квантовая механика (см. М. Волькен-штейн. Строение молекул. М-, 1947). (Прим. ред.) [c.20]

Разница в свойствах этих двух соединений, не рассматриваемая теорией Косселя, была объяснена Льюисом, представившим строение пентахлорида и пятиокиси фосфора, как это показано на рис. 36. В молекуле Р2О5 у атомов Р есть свободные места, не занятые электронными парами. Этим объясняется способность Р2О5 к полимеризации и присоединению одной или нескольких молекул воды с образованием различных продуктов гидратации. Оставалась неясной только причина устойчивости десятиэлектронной оболочки, образующейся в молекуле РС1б. [c.245]

С нач. 20 в. осн. внимание в Н. х. уделяется составу и строению хим. соединений. А. Ле Шателье, Н. С. Курнаков, Г. Тамман, У. Робертс-Остен изучают сплавы металлов и металлиды. Н. С. Курнаков создает основы термич. анализа, А. Вернер, И. Тиле, Л. А. Чугаев и др. разрабатывают основы координац. химии. В- Коссель, Г. Льюис и др. создают электронную теорию валентности. Вводятся понятия об ионных и ковалентных связях, электроотрицательности, измеряются д и1пы связей и валентные углы для мн. простых молекул, нх энергии диссоциации, определяется и уточняется кристлл п1ч. структура в-в. Синтезируются новые классы соединений, напр, фториды благородных газов (Н. Бартлетт, 1962), кластеры, соединения внедрения графита. [c.373]

Строение органических соединений. Для орг. соед. характерны неполярные ковалентные связи С—С и полярные ковалентные связи С—О, С—N, С—Hal, С—металл и т.д. Образование ковалентных связей было объяснено на основании развитых Г. Льюнсом и В. Косселем (1916) предположений о важной роли электронных образований-октетов и дублетов. Молекула устойчива, если валентная оболочка таких элементов, как С, N, О, Hal, содержит 8 электронов (правило октета), а валентная оболочка водорода-2 электрона. Хим. связь образуется обобществленной парой электронов разл. атомов (простая связь). Двойные и тройные связи образуются соотв. двумя и тремя такими парами. Электроотрицат. атомы (F, О, N) используют для связи с углеродом не все свои валентные электроны неиспользо-ванвые электроны образуют неподеленные (свободные) электронные пары. Полярность и поляризуемость ковалентных связей в орг. соед. в электронной теории Льюиса-Косселя объясняется смещением электронных пар от менее электроотрицательного к более электроотрицат. атому, что находит выражение в индуктивном эффекте и мезомериом эффекте. [c.398]

Первую попытку использовать теорию химического строения органических молекул в химии белка предпринял П. Шютценберже, выдвинув в 1876 г. так называемую уреидную структурную гипотезу белковых молекул. К 1891 г. А.Я. Данилевским была разработана теория химического строения белков, получившая название "теории элементарных рядов". В ней особенно чувствуется стремление автора полнее использовать достижения классической органической химии. В. Коссель предложил в 1898 г. протаминовую гипотезу, базировавшуюся на известных в то время аналитических данных о составе продуктов кислотного и щелочного гидролиза белков. К этому же кругу работ можно отнести исследования М. Зигфрида (1904 г.), пытавшегося из белковых гидролизатов выделить "ядра" в виде отдельных структур и приписать им определенные химические формулы. Понимание авторами отмеченных теорий необходимости знания структуры не сопровождалось, однако, ясным представлением о способах достижения цели. Предложенные ими формулы в значительной мере представляли собой выраженные в дефинициях органической химии фантазии на заданную тему. Все они, как и формулы Мульдера, предполагали фрагментарное строение белковых молекул. Даже выдающимся химикам конца Х1Х-начала XX в., особенно после упомянутых выше неудачных попыток, задача химического строения белков стала казаться непостижимо сложной, превышающей методологические возможности органической химии. [c.61]

Что касается строения белковой молекулы, то на этот счет существует несколько различных теорий, таковы теории Косселя, Бергмана, Трензегаарда, Каррера, Бригля и наиболее ранняя теория Эмилия Фишера, получившая всеобщее признание, послужившая основой для большинства вышеперечисленных теорий и лучше других объясняющая факты белковых превращений. [c.11]

Воззрения Косселя, сыгравшие большую положительную роль в начальной стадии развития учения о химической связи с точки зрения строения атома, имеют сейчас ограниченное применение. Далеко не всегда выполняется условие образования устойчивой восьмиэлектронной конфигурации атома благородных газов. Большое число образующихся в Процессе реакции ионов имеют на внешнем уровне 8+я, 18 и 18+п электронов. Например, двухзарядный положительный ион цинка имеет конфигурацию 2) 8) 18, а аналогичный по заряду ион марганца 2) 8) 5) и т. п. С помощью теории Косселя нельзя объяснить механизм возникновения молекул элементарных веществ (На, Оз, С1з и др.) и молекул, образующихся из атомов, близких по своим свойствам (С1Рз, зО и др.). [c.119]

Повторяя, что теория эта охватывает все, что есть наиболее приемлемого во всех до сих пор разработанных моделях атома, н что она по совершенству далеко превосходит все другие модели [там же, стр. 671, Коссель рассматривает далее важнейшие случаи ее приложения к изучению строения гетерополярных соединений. Эти работы Косселя хорошо показывают поворот в умопостроениях химиков от стат ческих моделей к модели Бора, Тем удивительнее, что Льюису с помощью статической модели атома удалось внести в те же ОДы выдающийся вклад в теорию электронного строения органических молекул. [c.83]

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]

Представление о том, что химическая связь возникает за счет прогивопслсжно заряженных атомов и их групп, лежало в основе старой дуалистической теории электросродства Берцелиуса (1810). Эта теория долго господствовала в химии, но в середине XIX в. от нее отказались, так как оиа оказалась недостаточной для объяснения строения органических и многих других молекул. После открытия свободных ионов и электроно В был сделан ряд попыток возродить идеи Берцелиуса, но лишь К о сселю (1916) удалось создать достаточно обоснованную теорию ионной связи, опираясь на модель Бора и на периодическую систему элементов. Коссель распространил, однако, свою теорию слишком широко, пытаясь охватить ею и молекулы с преобладающей ковалентной связью. [c.218]

Теория Коссел я объясняет очень хорошо многие особенности строения и образования сложных молекул. Считая ионы шарами с действующими между ними кулоновскими электрическими силами, Коссель смог приближенно вычислить энергии, необходимые для расчленения молекул, и объяснить многие химические свойства соединений. Влияние величины заряда иона на прочность связи можно иллюстрировать следующим примером. В ряде НС1, НаО, HjN валентность и заряд аниона растут от одного до трех. Соответственно этому растет прочность связи. НС1 легко нацело диссоциирует в растворе, HjO диссоциирует лишь в слабой степени, а NHj совершенно не отщепляет иона Н" Влияние радиуса иона тоже легко пояснить на примере ряда Н. 0, HaS, HgSe и НаТе. Анионы имеют аналогичное строение,, но растущий от кислорода к теллуру объем. Соответственна этому уменьшается прочность связи (константы электролитической диссоциации равны 10 10" 10 и 10 вода является очень слабой кислотой, HgS—слабой, но HjTe—довольно сильной). [c.313]

Разработка теории атомного ядра Резерфорда и работа Бора по строению атома водорода проложили путь для более полной электронной теории валентности . Основы этой современной теории были заложены в двух независимых публикациях В. Кос-селя и Дж. И. Льюиса в 1916 г. Коссель, который в основном исследовал полярные (способные к ионизации) молекулы, указал, что в периодической системе элемент благородного газа всегда находится между галогеном и щелочным металлом, поэтому атомы галогена и щелочного металла, образуя соответственно отрицательный и положительный ион приобретают строение благородного газк. Предполагалось, что атомы благородных газов обладают особенно стабильной конфигурацией из восьми электронов во внещней оболочке (из двух электронов для атома гелия). [c.11]

В то время еще не было возможности понять самый механизм химических процессов и образования молекул из атомов. Толька с развитием учения о строении атома оказалось возможным прийти к более точным представлениям о процессах соединения атомов в молекулы и о структуре самих молекул. Отметим, что-представления об электронной природе валентности были еще в 1908 г. четко сформулированы В. Я. Курбатовым. Эти представления развивались Л. В. Писаржевским (1914), применившим их к окислительно-восстановительным процессам, и А. М. Беркен-геймом (1915), излагавшим на их основе курс органической химии, Косселем и Льюисом (1916), давшими основы электронной теории валентности, и другими. [c.55]