История и методология химии. История становления и эволюции представлений о валентности и химической связи. Миттова И.Я - 17 стр.

UptoLike

Рубрика: 

17
Группа
I II III IV V VI VII
Нормальная
валентность
+1 +2 +3 +4
3 2 1
Контрвалентность
7 6 5 4
+5 +6 +7
Теория Р. Абегга и Г. Бодлендера явилась первой попыткой установить
связь между электросродством с одной стороны, и конкретными
экспериментальными данными о растворимости электролитов и степени их
диссоциации - другой. В данной теории весьма большое внимание было
уделено анализу положения элемента в Периодической таблице Д.И.
Менделеева.
В конце XIX века также вдруг обострился вопрос о равноценности всех
четырех валентностей атома углерода в предельных углеводородах. Решить эту
проблему взялись немецкий ученый К . Шорлеммер
13
и французский химик Л.
Анри. Для решения этой задачи ученым пришлось провести большое число
экспериментов с различными галогенно -производными метана и с
ацетонитрилом. Результатом этих безупречно выверенных исследований стало
утверждение Л. Анри, что все связи углерода в молекуле метана равноценны .
Органическая химия воспринимает это утверждение как один из своих
основных фундаментальных принципов, на котором строится вся современная
теория структуры органических соединений.
Следующую попытку создания теории валентности, которая полностью
основывалась на электронной концепции, сделал первооткрыватель электрона
Дж. Дж. Томсон. Впоследствии идеи Томсона развил и усовершенствовал И.
Штарк
14
, применив понятие о валентных электронах для объяснения обычных
связей между атомами в химических соединениях. Согласно представлениям
Томсона и Штарка , валентность элемента определяется числом периферийных
(внешних) электронов. Для объяснения сродства элементов друг к другу Штарк
использовал термин валентное поле . В теории Томсона - Штарка валентное
поле было электроположительным, если валентный электрон отстоял от
положительной поверхности своего атома на расстоянии, равном или
превышающем диаметр атомного ядра. В том случае , когда это условие не
соблюдалось, и расстояние между валентным электроном и положительной
поверхностью было меньше диаметра атомного ядра, валентное поле атома
считали электроотрицательным. Дальнейшее развитие концепции Томсона -
Штарка привело к пониманию , что валентность элемента может быть выражена
числом электронов, которые он может потерять или приобрести в химических
реакциях. Подробный анализ химических процессов с этой точки зрения
позволил разделить их на две группы: одна из них характеризуется
сохранением алгебраической суммы положительных или отрицательных
зарядов данного атома в молекуле , другая сопровождается изменением этой
                                                                                                17

        Группа              I        II         III       IV         V          VI        VII

    Но рмальная             +1       +2         +3        +4         −3         −2        −1
    в але нт но ст ь

 К о нт рв але нт но ст ь   −7       −6         −5        −4         +5         +6        +7



       Т е о рия Р. Абегга и Г. Б о дле нде ра яв илась пе рв о й по пыт ко й уст ано в ит ь
св язь ме ж ду эле ктро сро дст в о м с о дно й ст о ро ны, и ко нкре т ными
экспе риме нт альными данными о раст в о римо ст и эле ктро лит о в и ст е пе ни их
диссо циации - друго й. В данно й т е о рии в е сьма бо льш о е в нимание было
уде ле но анализу по ло ж е ния эле ме нт а в Пе рио диче ско й т аблице Д .И.
М е нде ле е в а.
       В ко нце XIX в е ка т акж е в друг о бо ст рился в о про с о рав но це нно ст и в се х
че т ыре х в але нт но ст е й ат о ма угле ро да в пре де льных угле в о до ро дах. Ре ш ит ь эт у
про бле му в зялись не ме цкий уче ный К . Ш о рле мме р13 и французский химикЛ.
Анри. Д ля ре ш е ния эт о й задачи уче ным приш ло сь про в е ст и бо льш о е число
экспе риме нт о в с различными гало ге нно -про изв о дными ме т ана и с
аце т о нит рило м. Ре зульт ат о м эт их безупре чно в ыв е ре нных иссле до в аний ст ало
ут в е рж де ние Л. Анри, чт о в се связи угле ро да в м о ле куле м е тана равно це нны .
О рганиче ская химия в о спринимае т эт о ут в е рж де ние как о дин из св о их
о сно в ных ф ундам е нтальны хпри нци по в, на ко т о ро м ст ро ит ся в ся со в ре ме нная
т е о рияструктуры о ргани ч е ски хсо е ди не ни й.
       С ле дую щ ую по пыт ку со здания т е о рии в але нт но ст и, ко т о рая по лно ст ью
о сно в ыв алась на эле ктро нно й ко нце пции, сде лал пе рв о о т крыв ат е ль эле ктро на
Д ж . Д ж . Т о мсо н. В по сле дст в ии иде и Т о мсо на разв ил и усо в е рш е нст в о в ал И.
Ш т арк14, приме нив по нят ие о в але нт ных эле ктро нах для о бъ ясне ния о бычных
св язе й ме ж ду ат о мами в химиче ских со е дине ниях. С о гласно пре дст ав ле ниям
Т о мсо на и Ш т арка, в але нт но ст ь эле ме нт а о пре де ляе т ся число м пе ри ф е ри йны х
(в не ш них) эле ктро но в . Д ляо бъ ясне ниясро дст в а эле ме нт о в другкдругу Ш т арк
испо льзо в ал т е рмин “вале нтно е по ле ”. В т е о рии Т о мсо на - Ш т арка в але нт но е
по ле было э ле ктро по ло ж и те льны м , е сли в але нт ный эле ктро н о т ст о ял о т
по ло ж ит е льно й по в е рхно ст и св о е го ат о ма на расст о янии, рав но м или
пре в ыш аю щ е м диаме т р ат о мно го ядра. В т о м случае , ко гда эт о усло в ие не
со блю дало сь, и расст о яние ме ж ду в але нт ным эле ктро но м и по ло ж ит е льно й
по в е рхно ст ью было ме ньш е диаме т ра ат о мно го ядра, в але нт но е по ле ат о ма
счит али э ле ктро о три цате льны м . Д альне йш е е разв ит ие ко нце пции Т о мсо на -
Ш т арка прив е ло кпо ниманию , чт о в але нт но ст ь эле ме нт а мо ж е т быт ь в ыраж е на
число м эле ктро но в , ко т о рые о н мо ж е т по т е рят ь или прио бре ст и в химиче ских
ре акциях. По дро бный анализ химиче ских про це ссо в с эт о й т о чки зре ния
по зв о лил разде лит ь их на дв е группы: о дна из них характе ризуе т ся
со хране ние м алге браиче ско й суммы по ло ж ит е льных или о т рицат е льных
зарядо в данно го ат о ма в мо ле куле , другая со про в о ж дае т ся изме не ние м эт о й