Модели химической связи в координационных соединениях

Прежде чем проводить дальнейшее раеемотрение, констатируем наличие различных теоретических моделей, появившихся в разное время и используемых при описании химической связи. Некоторые из них считаются современными (это касается прежде всего квантово-механических моделей), а некоторые — устаревшими, хотя ими до сих пор и пользуются.

Все это обусловлено особенностями естественно-научного мышления. Имеется в виду тот факт, что экспериментатор на основании наблюдаемых фактов и их предварительного обобщения составляет некую модель, которую затем пытается подтвердить или опровергнуть также по данным опыта. В случае согласия упомянутой модели с фактами, которые не привлекались для вывода первичного умозаключения, исследователь делает более общий вывод, составляет новую более общую модель, а также список следствий, которые он и пытается подтвердить или опровергнуть. Однако первичная идея может приобретать самостоятельную жизнь в рамках своей применимости.

Проследим логику развития научной мысли в области теории координационной связи.

Прежде всего отметим, что существует по крайней мере три общих подхода для описания свойств координационных соединений. Первый основан на представлениях об ионности и ковалентности (ионно-ковалентная модель) или на электростатических теориях. Второй базируется на классической теории химического строения, включая теорию Вернера. Третий подход — исключительно квантово-механический. У всех этих подходов имеется та или иная экспериментальная база.

Заметим, что практически одномоментно (в короткий промежуток времени) появились координационная теория Вернера, теория «планетарного» атома Бора, представления о диссоциации Аррениуса, и все это на фоне электростатических представлений о связи между атомами (отметим здесь имена таких известных ученых, как Дж. Томсон, Дж. Штарк, В. Бильц, В. Ван-Лаар, М. Борн, Ф. Габер и др.).

Одной из фундаментальнейших является гак называемая ионно-ковалентная модель.

Возникновение модели ионной и ковалентной связи обычно связывают с именами В. Косселя^[1] и Дж. Лыоиса^[2] (1916). Эти представления возникли практически на базе идей, выразителем которых был Н. Бор, полагавший, что химическая связь возникает за счет наличия, например у двух свободных атомов, электронов, способных образовывать общие орбиты. Химическая связь в метане согласно модели Бора осуществляется четырьмя двухэлектронными орбитами, расположенными по углам тетраэдра, а полярность связи объясняется сдвигом плоскости электронного кольца к одному из атомов.

• [1] Kossel W. // Ann. Phys. 1916. В. 49. S. 229−362.
• [2] Lewis G. N //J. Amer. Chem. Soc. 1916. V. 38. P. 762—785. Trans. Faraday Soc.1923. V. 19. P. 455−485.