|
После открытия электрона (1897) возникли принципиально новые возможности в объяснении природы химической связи.
В 1897 г. В.Нернст, говоря о роли электронов в различных физических и физико-химических явлениях, выдвигал для решения этого вопроса задачу изучить сущность электронной природы металлической проводимости и химического сродства. В 1898 г. он применил электронные представления для объяснения образования ионов.
Под влиянием В. Нернста Р. Абегг и Г. Бодлендер в 1899 г. применили электронные представления к учению о валентности и химической связи1. Авторы считали, что «целесообразно принять за основание систематики неорганических веществ сродство элементов и радикалов к электричеству... Атомность (валентность.— Ю. С.) вернее всего определяется числом электрических зарядов, принимаемых атомом...». Они выявили, что в горизонтальных рядах периодической системы элементов происходит постепенное уменьшение сродства к положительному заряду и увеличение — к отрицательному заряду, так что, например, литий —сильно электроположительный металл, а фтор — сильно электроотрицательный неметалл; находящийся же в середине этого ряда углерод имеет «довольно индифферентный характер». В вертикальных рядах с увеличением атомной массы наблюдается увеличение положительного электросродства, вследствие этого положение нейтральных атомов в последующих рядах сдвигается сравнительно с первыми горизонтальными рядами вправо.
В 1904 г. Р. Абегг ввел общее понятие об электровалентности и указал, что «каждый элемент обладает как положительной, так и отрицательной максимальной валентностью, причем сумма положительных и отрицательных единиц валентности всегда равна 8; при этом число положительных единиц валентности отвечает номеру группы».
Важно подчеркнуть, что теория электровалентности Р. Абегга была тесно связана с периодической системой химических элементов Д. И. Менделеева. Можно сказать, что это была первая попытка физически обосновать предел и число групп элементов в системе.
Р. Абегг принимал, что в атоме любого элемента имеется 8 «валентных мест связи». Положительная валентность указывает, сколько из этих восьми мест занято электронами. Отрицательная контр валентность металлов представляет собой число свободных «мест связи» в атоме. Большое значение имело его предположение о том, что отдельные атомы в молекулах имеют «полярный характер». Например, молекула водорода «должна бы представлять соединение Н-Н различных по полярности, но материально тождественных атомов». Эта ценная мысль не получила тогда развития, но пройдет несколько лет, и в середине 20-х годов XX в. она приобретет особое значение в квантовой механике.
В 1904 г. Дж. Томсон в статье «О распределении электронов в атоме» писал, что «электроны являются существенной частью строения атомов различных элементов», что «положительное электричество в атоме представляет собой однородную по плотности сферу, внутри и на которой распределены электроны»3.
Если один из электронов смещается из положения равновесия, то возникает восстанавливающая сила (квазиупругая сила), величина которой пропорциональна смещению. Образование химической связи по Дж. Томсону происходит в результате полного перехода электронов от одного атома к другому.
При этом образуются электроотрицательные и электроположительные атомы, которые притягиваются друг к другу и образуют химическое соединение из разноименно заряженных атомов.
|