二、原子的电子层结构学说及化学键的电子理论1904年，德国化学家阿贝格（R.Abegg，1869—1910）将原子区分为电子供体或受体，从而产生了与现代氧化态概念非常相似的正价态和负价态。在他的模型下，元素的最大正价和负价之间的差值通常为8。1916年3月，德国化学家瓦尔特·柯塞尔（WaltherKossel，1888—1956）提出了环状的电子层模型，电子围绕在一个带正电的核的周围。氩原子第一层容纳2个电子，第二层容纳8个电子，第三层（最外层）也容纳8个电子。当其它原子的最外层达到8个电子时就形成一种稳定结构。1916年4月，美国的路易斯（G.N.Lewis）在《原子和分子》一文中将阿贝格的见解称为“阿贝格正价和反价定律”。根据这个定律，一种元素的最大负价和正价或极性数之间的总差值通常为8。1923年，路易斯（G.N.Lewis）在他的名著《价与原子和分子的结构》中给出不同元素原子的外壳中含有1到8个电子，外层中的电子被放置在立方体的四个角上。路易斯（G.N.Lewis）在论述分子结构时将化合物分子分为极性分子和非极性分子。用立方原子结构表示了I2分子和O2分子。1919年，美国的欧文·朗缪尔（IrvingLangmuir，1881—1957）在《美国化学学会杂志》上发表了题目为《电子在原子和分子中的排列》的论文。他在路易斯（G.N.Lewis）的立方原子理论和分子形成以及瓦尔特·柯塞尔的化学键理论的基础上，提出了11条假设，将由8个电子组成的稳定结构称为“八隅体”。将通过共享电子对的原子结合称为“共价”（covalence），将通过电子转移形成的原子结合称为“电价”（electrovalence）或“离子价”（ionicvalence）。1923年，路易斯（G.N.Lewis）的名著《价与原子和分子的结构》出版。给出价键理论的定义：两个原子可以通过电子从一个原子转移到另一个原子上，或者通过共享一对或多对电子，以符合遵守“八数规则”或“八隅体规则”。三、量子化学的诞生与现代价键理论的建立1．量子化学的诞生1924年，法国物理学家路易?德布罗意（LauisdeBroyle）提出了一个基于波粒二象性的关于“物质波”的大胆假设。1925年，德国物理学家海森堡（W.K.Heisenberg）从矩阵力学出发对微观物理作出了根本性的突破。同年，由德国物理学家玻恩（M.Born）和恩斯特·帕斯夸尔·乔丹（ErnstPascualJordan）把海森堡的矩阵力学思想发展为系统的理论，并称为量子力学。Heisenbergin19331926年，奥地利理论物理学家薛定谔（ErwinSchr?dinger）发表了奠定量子波动力学基础的论文。1927年，保罗?狄拉克（PaulDirac，1902~1984）发表了更加简练的量子力学的数学形式。1927年，德国物理学家海特勒（Walter?Heinrich?Heitler）和弗里茨·沃尔夫冈·伦敦（FritzWolfgangLondon）首次用量子力学的方法处理氢分子。海特勒和伦敦用量子力学的方法处理氢分子，建立了崭新的化学键概念。两个氢原子结合成一个稳定的氢分子，是由于电子密度的分布集中在两个原子核之间，使体系能量降低，形成了化学键。反之，就不能形成化学键。这成为量子化学发展的起点。1931年美国化学家鲍林（L.C.Pauling）提出了“杂化轨道”的概念。1931年，物理学家斯莱特（J.C.Slater，1900—1976）成功地解释了氨分子、水分子、甲烷、乙烯、乙炔和其它许多分子的成键和几何构型问题，进一步发展和丰富了现代价键理论。2.现代化学键理论的建立1927年至1929年，德国物理学家洪德（F.H.Hund，1896—1997）、美国理论化学家穆利肯（R.S.Mulliken，1896—1986）和英国数学家伦纳德·琼斯（J.E.Lennard-Jones，1894—1954）等提出了分子轨道理论。1952年，福井谦一（1918—1998）提出了“前线轨道”理论。第一节原子结构理论的建立与发展第七章现代化学的建立与发展第二节化学键理论与分子结构理论的建立第三节现代晶体结构学的建立一、X射线晶体衍射的发现1912年，马克斯·冯·劳厄（MaxvonLaue，1879—1960）与两名技术人员沃尔特·弗里德里希（WalterFriedrich）和保罗·尼平（PaulKnipping）合作，用一束X射线穿过硫酸铜晶体，并将其衍射记录在照相板上。当照相板被显影后，他们发现该板在中心光束产生的斑点周围显示出大