доказательством делимости атома, возможность которой стала
обсуждаться
после выдвижения У. Праутом гипотезы о протиле (1815). Уже в начале XX
века появились первые модели строения атома: «кексовая» (У. Томсон, 1902
и Дж.Дж. Томсон, 1904), планетарная (Ж.Б. Перрен, 1901 и Х. Нагаока,
1903), «динамидическая» (Ф. Ленард, 1904). В 1911 Э. Резерфорд,
основываясь на опытах по рассеиванию α-частиц, предложил ядерную модель,
ставшую основой для создания классической модели строения атома (Н.
Бор, 1913 и А. Зоммерфельд, 1916). Основываясь на ней, Н. Бор в 1921
заложил основы формальной теории периодической системы, объяснившей
периодичность свойств элементов периодическим повторением строения
внешнего электронного уровня атома.
После открытия делимости атома и
установления природы электрона как его составной части возникли реальные
предпосылки для разработки теорий химической связи. Первой стала
концепция электровалентности Р. Абегга (1904), основанная на идее о
сродстве атомов к электрону. Модель Бора — Зоммерфельда, представления о
валентных электронах (И. Штарк, 1915) и идея об особой стабильности
двух- и восьмиэлектронных оболочек атомов инертных газов легли в основу
классических теорий химической связи. В. Коссель (1916) разработал
теорию гетерополярной (ионной) связи, а Дж.Н. Льюис (1916) и И. Ленгмюр
(1919) — теорию гомеополярной (ковалентной) связи.
В конце 20-х —
начале 30-х годов XX века сформировались принципиально новые —
квантово-механические — представления о строении атома и природе
химической связи.
Исходя из идеи французского физика Л. де Бройля о
наличии у материальных частиц волновых свойств, немецкий физик Э.
Шрёдингер в 1926 вывел основное уравнение т.н. волновой механики,
содержащее волновую функцию и позволяющее определить возможные состояния
квантовой системы и их изменение во времени. В том же году другой
немецкий физик В. Гейзенберг разработал свой вариант квантовой теории
атома в виде матричной механики.
Квантово-механический подход к
строению атома привёл к созданию принципиально новых представлений о
природе химической связи. Уже в 1927 В.Г. Гейтлер и Ф. Лондон начали
разрабатывать квантовомеханическую теорию химической связи и выполнили
приближённый расчет молекулы водорода. Распространение метода
Гейтлера-Лондона на многоатомные молекулы привело к созданию метода
валентных связей, который создают в 1928—1931 гг. Л. Полинг и Дж.К.
Слэтер. Основная идея этого метода заключается в предположении, что
атомные орбитали сохраняют при образовании молекулы известную
индивидуальность. В 1928 Полинг предложил теорию резонанса и идею
гибридизации атомных орбиталей, в 1932 — новое количественное понятие
электроотрицательности.
В 1929 Ф. Хунд, Р.С. Малликен и Дж.Э.
Леннард-Джонс заложили фундамент метода молекулярных орбиталей,
основанного на представлении о полной потере индивидуальности атомов,
соединившихся в молекулу. Хунд создал также современную классификацию
химических связей; в 1931 он пришёл к выводу о существовании двух
основных типов химических связей — простой, или σ-связи, и π-связи. Э.
Хюккель распространил метод МО на органические соединения, сформулировав
в 1931 правило ароматической стабильности, устанавливающее
принадлежность вещества к ароматическому ряду.
Фуллерен С60 —
аллотропная форма углерода, открытая в 1985 г.Благодаря квантовой
механике к 30-м годам XX века в основном был выяснен способ образования
связи между атомами; кроме того, в рамках квантово-механического подхода
получило корректную физическую интерпретацию менделеевское учение о
периодичности. Создание надёжного теоретического фундамента привело к
значительному росту возможностей прогнозирования свойств вещества.
Особенностью химии в ХХ веке стало широкое использования
физико-математического аппарата и разнообразных расчётных методов.
Подлинным переворотом в химии стало появле