Химия

 


 

Производство

Сырье и энергия
Сера и серная кислота
Связанный азот
Удобрения и химикаты
Силикаты
Кислоты щелочи хлор
Металлы
Алюминий
Чугун и сталь
Полупроводники
Топливо
Органический синтез
Синтетические соединения
История химии



Яндекс.Метрика

Валентность и строение атомов и молекул

В 1923 г. вышла в свет монография Г.Льюиса «Валентность и строение атомов и молекул», в которой был подведен итог развития электронных представлений в химии и намечены пути их дальнейшего применения. Г. Льюис убедительно доказал, что из новой теории валентности вытекает новая теория химической связи, которую можно применить для истолкования строения органических соединений, а также для более глубокого изучения вопроса о зависимости между химическим и электронным строением молекул. Г. Льюис развил представление о поляризуемости связей, которую он называет смещаемостью связывающей пары электронов. Эти представления оказали большое влияние на развитие электронной теории химического строения органических соединений.
Идея Г. Льюиса о смещении валентных электронов от середины связи в сторону одного из атомов легла в основу теории электронных смещений, которая долгое время, несмотря на свои недостатки, использовалась химиками-органиками при изучении механизмов органических реакций.
В 1927 г. К. Инголд предложил систематизацию различных видов электронных смещений (электромерный, мезомерный, индуктомерный эффекты). В 1933 г. он ввел термины «электро-фильный» и «нуклеофильный», показывающие, что реагенты действуют вследствие их сродства либо к электронам, либо к ядрам.
Английская школа химиков (Р. Робинсон, К. Инголд и их сотрудники) выполнила многочисленные экспериментальные исследования, призванные обосновать основные положения теории электронных смещений', на смену которой, однако, пришли новые представления. Чтобы выяснить истоки этих представлений, следует вернуться к началу 20-х годов XX в.
Мы уже говорили, что Н. Бор первым решился отойти от принципов классической электродинамики, неприменимых к движению электронов по орбите, и тем самым решительно содействовал разработке многими учеными принципиально новой концепции. Война 1914—1918 гг. на некоторое время задержала поток исследований в области «неклассической» физики, но в 20-х годах произошел «атомный взрыв» научной мысли Наиболее крупными открытиями этих лет, оказавшими влияние на дальнейшее развитие теоретической химии, были:
1)            работы Н. Бора, в которых была установлена связь физико-химических свойств элементов с характером формирования электронных конфигураций атомов по мере увеличения порядкового номера элемента (1921)
2)            работа Л. де Бройля, в которой впервые была высказана
идея о дуализме волновых и корпускулярных свойств электрона (1924);
3)            работа В. Паули, в которой был сформулирован принцип запрета: в атоме не может существовать двух или больше эквивалентных электронов, для которых в сильных магнитных полях значения всех квантовых чисел п, к, т,, и т5 одинаковы. Если в атоме имеется электрон, для которого все эти квантовые числа имеют определенное значение, то это состояние «занято» (1925). Из принципа Паули однозначно вытекали значения емкостей электронных оболочек Nn = 2п2 и под оболочек iV,=2 (2/+1);
4)            открытие Г. Уленбеком и С. Гоудсмитом спина электрона (1925);
5)            работа Э. Шредингера, в которой было выведено волновое уравнение, лежащее в основе приложения квантовой
. механики к теории строения атомов и молекул (1926);
6)            работа В. Гайтлера и Ф. Лондона, в которой была разработана квантово-механическая теория ковалентной связи (1927).
Когда возникло представление о ковалентной связи, никто не знал, почему и как два отрицательных электрона соединяются (а не отталкиваются) в одну пару, образуя прочную связь между двумя атомами. Физический смысл электронных пар был выяснен в 1925 г. после открытия спина электрона: если оба электрона имеют противоположно направленные спины, то происходит притяжение, если спины электронов параллельны—отталкивание. Насыщаемость сил химического сродства вытекает из принципа Паули, согласно которому в одном состоянии при одних и тех же трех квантовых числах могут находиться лишь 2 электрона, различающиеся по своему спину.
Классическая механика и электродинамика, однако, не могли объяснить «игру сил между одинаковыми атомами». Нужны были новые представления, чтобы ответить на вопрос, каким образом между двумя одинаковыми атомами возникает сила притяжения. Понять причину взаимодействия двух электронов, образующих ковалентную связь, помогла квантовая механика.


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200


Интересное



 

© 2011 Химическая промышленность
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.