化學鍵理論管理論文

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世界上元素只有100多種，但目前已知化合物已超過1000萬種了。元素是怎樣形成化合物的，這是化學家共同關心的問題。

最早化學家假設原子和原子之間是用一個神秘的鉤鉤住的，這種設想至今仍留下痕跡，化學鍵的鍵字就有鉤的意思。

1916年德國科學家柯塞爾考察大量的事實后得出結論：任何元素的原子都要使最外層滿足8電子穩定結構。金屬元素的原子易失去電子而成為帶正電的陽離子，非金屬元素的原子易獲得電子而成為帶負電的陰離子，從而各自達到稀有氣體元素原子的最外層結構。形成的陰、陽離子靠庫侖力結合成化合物。柯塞爾的理論能解釋許多離子化合物的形成，但無法解釋非離子型化合物。

1923年美國化學家路易斯發展了柯塞爾的理論，提出共價鍵的電子理論：兩種元素的原子可以相互共用一對或多對電子，以便達到稀有氣體原子的電子結構，這樣形成的化學鍵叫做共價鍵。例如，氯氣分子是。

科塞爾和路易斯的理論常叫原子價電子理論。它只能定性地描述分子的形成，化學家更需要對化學鍵作定量闡述。

1927年，海特勒（W．H．Heitler，1904——1981）和倫敦（F．London，1900－1954）用量子力學處理氫分子，用近似方法計算出氫分子體系的波函數和能量獲得成功，這是用量子力學解決共價鍵問題的首例。1930年，鮑林更提出原子成鍵的雜化理論（雜化軌道理論）。1932年，洪德把單鍵、多鍵分成σ和π鍵兩類。σ鍵指在沿著連結兩個原子核的直線（對稱軸）上電子云有最大重疊的共價鍵，這種鍵比較穩定。π鍵是沿電子云垂直于這條直線方向上結合而成的鍵，這種鍵比較活潑。這就使價鍵理論進一步系統化，使經典的化合價和化學鍵有機地結合在一起了。

由于上述的價鍵理論對共軛分子、氧氣分子的順磁性等事實不能有效解釋，因此本世紀30年代后又產生一種新的理論——分子軌道理論。

分子軌道理論在1932年首先由美國化學家馬利肯（R．S．Mulliken，1896——）提出來。他用的方法跟經典化學相距很遠，一時不被化學界接受，后經密立根、洪德、休克爾、倫納德等人努力，使分子軌道理論得到充實和完善。它把分子看作一個整體，原子化合成分子時，由原子軌道組合成分子軌道，原子的電子屬于分子整體。分子軌道就是電子云占據的空間，它們可相互重疊成鍵。30年代后，美國化學家詹姆斯又使分子軌道理論計算程序化，能方便地用計算機處理，這便使分子軌道理論價值大大提高。接著美國化學家伍德沃德、霍夫曼發現分子軌道對稱守恒原理和福田謙一等創立前沿軌道理論，使分子軌道理論大大地推前一步。

現代化學鍵理論已不只對若干化學現象作解釋，而且理論已指導應用，如在尋找半導體材料、抗癌藥物等方面起關鍵性作用。同時在90年代，現代價鍵理論已進入生命微觀世界，從理論上認識酶、蛋白質、核酸等生命物質，從而進一步揭開生命的秘密。此外，近年來現代價鍵理論向動態發展，如化學反應進行中電子的變化情況，如何定量描述等。

總之，化學家對化學鍵的認識，從定性到定量，從簡單到復雜，迄今可以說步步深入，估計本世紀中葉還有新的突破。