Постулаты классической теории

По Татевскому, классическая теория — это теория феноменологическая, в которой предполагается, что в молекуле парные взаимодействия — основа всей ее энергетики. Теория базируется на следующих аксиомах.

I. Среди всех парных взаимодействий между эффективными атомами можно выделить так называемые главные взаимодействия, обеспечивающие существование частицы как единого целого (их обычно называют химическими связями между атомами).

II. Другие взаимодействия называют дополнительными за счет «взаимного влияния непосредственно не связанных атомов». Они также могут быть представлены как парные взаимодействия.

В любой частице главные взаимодействия более значимы, чем дополнительные. Однако главные взаимодействия, например по энергии, в одной частице могут быть и значительно меньше, чем дополнительные взаимодействия в другой частице. Совокупность главных взаимодействий в частице называют «цепью химического действия» и молекула устойчива, если цепь химического действия оказывается неразорванной.

III. Свойство Р молекулы может быть представлено суммой парциальных значений этого свойства (инкрементов), сопоставляемых¹ отдельным эффективным атомам молекулы и парам атомов (осуществляющим как главные, так и дополнительные взаимодействия) по уравнению.

где Р_м — свойство молекулы; Р_э — инкремент Р, сопоставляемый эффективным атомам; Р_(э, э> — парциальные значения свойства Р, сопоставляемые парам эффективных атомов в молекуле.

Например, энергия образования равновесной конфигурации молекулы (е_м) составляет:

¹ Термины «сопоставить», «сопоставляемые» означают, что параметру ставится в соответствие другая характеристика, близкая по сути, а связь между ними задается по аналогии; при этом предполагается, что между параметром и характеристикой имеется причинно-следственная связь, не обязательно выражающаяся в терминах равенства — неравенства.

где е_э ^— инкремент, сопоставляемый эффективным атомам; е_(Э, э) ^— инкремент, сопоставляемый парам эффективных атомов.

IV. Каждое главное взаимодействие осуществляется атомом в химической частице через посредство некоторого числа единиц сродства.

Физическая сущность этих «единиц сродства» в классической теории не раскрывается. Общее число единиц сродства, затрачиваемое атомом па образование всех его связей с другими атомами, называют числом валентности атома в рассматриваемой химической частице (число валентности свободного атома равно нулю) при условии, что «число валентности, приписываемое данному атому в частице или серии частиц, подбирается таким, чтобы оно возможно лучше согласовалось с формулами ядерного состава, физическими свойствами и химическим поведением вещества, в состав которых входят изучаемые частицы».

V. Каждый из атомов, осуществляющих химическую связь в частице, затрачивает на образование этой связи одинаковое и целое число единиц сродства. Число единиц сродства, затрачиваемое на данную связь каждым из двух связанных «атомов», называется кратностью связи, которая измеряется целым числом (ординарные, двойные, тройные и т. д. связи).

VI. Если в молекулах, строение которых надежно установлено в рамках понятий классической теории, атомы некоторых элементов имеют определенную валентность и образуют между собой связи определенной кратности, то могут существовать химические частицы, для которых можно написать формулы химического строения, содержащие атомы указанных элементов известной для них валентности (в других химических частицах) и связи между ними известной кратности.

Если известна формула химического строения, то эта формула отражает в понятиях ортодоксальной теории строение некоторой частицы, которая может устойчиво существовать как единое целое (например, в вакууме, в отсутствии соударений с другими частицами и внешних полей). По Татевскому, устойчивость^[1] вещества — это не столько вопрос классической теории или квантовой механики, сколько термодинамики и статистики.

В рамках модели парных взаимодействий каждому из них ставится в соответствие некая парциальная энтальпия или энергия. Инкременты имеют разную величину и зависят от следующих параметров: (1) химической индивидуальности; (2) рода; (3) типа; (4) вида; (5) разновидности, в целом составляющих своеобразное «дерево» химических состояний. Характеристика (1) определяется положением химического элемента в Периодической системе; (2) — валентностью; (3) — геометрией ближнего окружения центрального иона; а параметры (4), (5) характеризуют более тонкие детали строения, геометрическую или оптическую изомерию. Эта иерархия может быть представлена в виде своеобразного «дерева химических состояний», изображенного на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Графическое представление параметров иерархии классической теории.

• [1] В данном случае термодинамическая, т. е. устойчивость к разложению на простые вещества в стандартном состоянии.