ЧАСТЬ I. МОЛЕКУЛЫ

ГЛАВА I. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

1. Полярные и гомеополярные молекулы

Нейтральные атомы не взаимодействуют друг с другом до тех пор, пока расстояние между ними велико по сравнению с их диаметрами. Если вследствие теплового движения атомы случайно сближаются, то появляются силы взаимодействия, величина которых быстро возрастает с уменьшением расстояния, а знак зависит от природы атомов. Если эти силы являются силами притяжения, то атомы в определенных условиях могут соединяться в молекулы. Тогда говорят о "химической связи".

Силы, вызываюшие образование этой "химической связи", имеют электрическое происхождение; другие явления, например, I равитационные, здесь не играют никакой роли. Несмотря на это, факт образования молекул невозможно объяснить "классически", т. е. только на основе чисто электростатического взаимодействия ядер и электронов. В данном случае, как и для всей атомной физики в целом, исчерпывающее понимание стало возможным лишь с появлением квантовой теории.

Для упрощения мы рассмотрим сначала двухатомные молекулы, т. е. системы, состоящие из двух положительно заряженных ядер и электронов в количестве, соответствующем суммарному заряду обоих ядер. Исследуя, на какие составные части распадается молекула при постепенном увеличении расстояния между ядрами, можно установить наличие существенно отличающихся между собой видов связи. Изменение расстояния между ядрами должно при этом производиться "адиабатически", т. е. настолько медленно, чтобы распределение электронов при каждом расстоянии между

ядрами устанавливалось таким же, каким оно было бы, если бы ядра постоянно ймели это расстояние. При этом электроны, в конечном итоге, распределяются на две группы, каждая из которых окружает одно из ядер, причем так, что образуются два совершенно самостоятельных комплекса.

Существуют две возможности:

a) Оба комплекса представляют собой нейтральные атомы; так как последние электрически равноценны, то в этом случае говорят о гомеополярной связи.

b) Оба комплекса не являются нейтральными. Один из них обладает количеством электронов, большим, чем заряд соответствующего ядра, — это отрицательный ион. Количество электронов во втором меньше на величину, равную избытку электронов в первом, - это положительный ион. В этом случае химическая связь называется полярной или гетерополярной. Связь может быть однократной, двух- или трехкратной, в зависимости от заряда образующихся ионов, т. е. от числа изоытичных или недостающих электронов.