В 1916 г. появилась статья Г. Льюиса «Атом и молекула»^ в которой последовательно была развита идея о гомеополярнои (ковалентной) связи. Согласно Г. Льюису, ковалентная связь образуется за счет пары обобществленных электронов, при этом каждый из партнеров достраивает свою электронную оболочку до наиболее устойчивой восьмиэлектронной конфигурации благородного газа'.
Г. Льюис в своей работе выдвинул следующие основные постулаты:
«1) В каждом атоме есть некоторое ядро, которое остается неизменным при всех обычных химических процессах и которое обладает некоторым избытком положительных зарядов, число которых отвечает номеру той группы периодической таблицы, к которой относится элемент.
2) Атом состоит из ядра и внешней части, или оболочки, содержащей отрицательные электроны, число которых в случае нейтрального атома равно избытку положительного заряда ядра; число электронов в оболочке может изменяться при изменении химической природы атома от 0 до 8.
3) Атом имеет тенденцию содержать четное число электронов в оболочке; восемь электронов располагаются симметрично в восьми углах куба.
4) Две атомные оболочки взаимно проницаемы.
5) Электроны могут с легкостью переходить из одного положения в наружной оболочке к другому; тем не менее они удерживаются в своем положении более или менее напряженными связями, и эти положения, а также прочность связей определяются природой данного атома и тех атомов, которые соединены с ним»2.
«С целью выразить идею химического соединения в символах, — писал Г. Льюис, — я предлагаю употреблять двоеточие для изображений двух электронов, которые действуют как соединительные связи между двумя атомами»3. Таким образом? мы можем написать С12 как С1:С1; Н.Н; Н.О.Н; H.'I':; :'I:Г;; для ацетилена Н: С ::: С : Н4.
По модели «кубического атома» образование молекулы Ь происходит так:
Реакционную способность этилена Г. Льюис объяснял тем, что в момент реакции одна пара электронов двойной связи разделяется на отдельные электроны и каждый атом углерода приобретает по одному свободному электрону:
Н Н
Н : С : С : Н
Понятие о ковалентной химической связи раскрыло физическую сущность межуглеродных связей в молекулах веществ.
Итак, по Г.Льюису и В.Косселю, существуют два типа связи: ковалентная (гомеополярная) и ионная (гетерополярная). Один тип связи может переходить в другой постепенно, сдвиг связевых электронов в сторону образования той или иной связи зависит от природы взаимодействующих атомов.
Теорию Льюиса развил И. Ленгмюр1. Он выделил две стабильные электронные конфигурации: электронную пару и октет. При образовании химической связи все валентные электроны участвуют в образовании октетов, либо переходя от одного атома к другому, либо образуя общие электронные пары. Заслуга И. Ленгмюра в том, что он распространил льюисовские идеи на большое число соединений и сопоставил их электронные и термодинамические свойства. Он впервые ввел понятие изоэлектронности в применении к молекулам и указал на тот факт, что молекулы N2 и СО, N2O и СОг, обладающие одинаковым числом электронов, имеют и сходные свойства?. Изоэлектронный принцип сыграл определенную роль в развитии теории валентности. С его помощью выявили аналогии между молекулами3.
|