С 1904 г. до начала 20-х годов химики пользовались теорией в основе которой лежала гипотеза о существовании ионной связи во всех молекулах. Эта теория, однако, наталкивалась на большие трудности при объяснении свойств органических соединений2. Поэтому потребовалось введение новых понятий.
Представления о возможности образования межатомной связи парой электронов, принадлежащих обоим атомам, впервые были высказаны в книге Н. А. Морозова «Периодические системы строения вещества. Теория образования химических элементов» (1907). В книге говорилось о возможности образования межатомной связи парой электронов, принадлежащих обоим атомам. Это было смелое нововведение в электронную теорию. Свою мысль о существовании двух видов связей (по современным понятиям, ковалентные и электровалентные связи), об образовании химических связей путем спаривания («дупликации») двух электронов и кратных связей — двумя или тремя парами электронов — Н. А. Морозов пояснял формулами. Так, бутан он изображал формулой.
В молекулах этилена и алкенов химическая связь между атомами углерода осуществляется путем дупликации двух пар однородных отрицательных («катодийных») зарядов:
Н2С ::СН2 Н3С : НС::СН : СН3.
В молекулах ацетилена и алкинов углерод-углеродная связь осуществляется тремя парами «катодиев»:
Н3С : С : : С : СН3
Н. А. Морозову принадлежит и первая попытка раскрыть физическую сущность электронной пары —«пары катодийных зарядов». «Такое предположение, — подчеркивал ученый, — с первого взгляда кажется совершенно невероятным ввиду того, что отталкивание однородных зарядов увеличивается обратно пропорционально квадратам их расстояния. Но это возражение легко устраняется... Если два таких заряда сойдутся настолько близко, что между ними не будет в состоянии проникнуть ни одна нейтрализованная молекула An - Kt, то они тотчас же перестанут отталкиваться и образуют общее поле...»3.
С 1908 г. И. Штарк начал публиковать статьи, в которых на основе статической модели атома развил свои представления о строении атома и об электронной природе химической связи. Эти работы были обобщены им в монографии «Электричество в химическом атоме» (1915). И. Штарк выдвинул общий принцип действия химических сил: «На поверхности химических атомов между протяженными, положительно заряженными сферами или на них располагаются наподобие точек отрицательные электроны валентности1; силы, связывающие различные химические атомы один с другим, имеют чисто электрическую природу; связь между ними устанавливается таким путем, что электрические силовые линии одного электрона валентности при приближении второго атома частью отделяются от положительных сфер своего собственного атома и прикрепляются к положительным сферам чужого атома, частью же остаются связанными со своим собственным атомом.
Чтобы пояснить идею о взаимодействии двух одновалентных атомов, соединенных с помощью своих отрицательных электронов валентности, И. Штарк предложил схему:
Гипотезу о валентных электронах И. Штарк применил для объяснения химических и физических свойств органических соединений и для интерпретации механизма различных химических реакций замещения и присоединения.
|