Современная химическая концепция.

Химия-это наука, изучающая превращение веществ, с изменением их состава и строения. При зарождение культурной жизни человечества использовались химические процессы: получение металлов из руды, крашение тканей, выделка кожи и т.д. В 3-4 веках появляется алхимия, задачи которой было превращение неблагородных металлов в благородные. С эпохи возрождения химические знания все более применяются в практических целях: металлургия, стеклоделие, производство керамики, красок. Во второй половине 17 века Бойль впервые дает определение понятию химический элемент. Во второй половине 18 века химия превращается в подлинную науку, когда был сформулирован закон сохранения массы в химических реакциях Ломоносовым и Лавуазье. Основой химической атомистики были заложены Дальтоном. Атомно-молекулярные представления утвердились в 60-ые года 19 века, тогда же Бутлеровым была создана теория строения химических соединений, а Менделеевым открыт периодический закон. Период 1860-1930 гг. является периодом развития классической химии, а 1930 гг. и до нынешнего времени, является периодом развития неклассической химии на основе квантовой теории поля. Сторонники классической химии придерживались феноменологического подхода, когда изучались явления, но не рассматривались их причины. Сторонники неклассической или квантовой химии придерживаются динамического подхода, и все что происходит в химических реакциях, объясняют с позиции внутреннего строения, поведения нейтронов, протонов и т.д. Для характеристики поведения электронов в атоме используется аппарат волновых функций, а состояние электронов характеризуются четырьмя квантовыми числами. Главное квантовое число n- принимает целочисленные значения(n=1,2,3..). При заданном    n, определяется квантовое число орбитального момента(l) l=0,1,2.. n-1. При заданном l определяется квантовое число магнитного орбитального момента, который обозначается ml,  ml=l,l-1,…0,..-l. При заданном значение ml  определяется спиновое квантовое число ms,  ms=. 

Пример: Рассмотрим возможное состояние электрона в атоме водорода.

Электрон в поле ядра ведёт себя как квантовый объект  для него вводится квантово- механическое понятие орбитали от значений квантовых чисел  (n,l,ml,ms) зависит вид волновой функции, а квадрат модуля волновой функции определяет вероятность нахождения электронов в той или иной области пространства. И даже в случае многоэлектронных атомов, состояние каждого электрона характеризуется все теми же квантовыми числами, это обстоятельство позволяет сопоставить электронные конфигурации атомов. Чем больше квантовые числа электрона, тем меньше этот электрон связан с ядрами, и именно они являются кандидатами на осуществление химических связей между молекулами, атомами химических реакциях. Связи химические осуществляются с помощью электромагнитных взаимодействий. Для ковалентной связи характерна, что электроны принадлежат всем атомам в молекуле, если эти атомы одинаковы, то электроны принадлежат в равной степени образуя неполярную ковалентную связь (водород (Н2),Cl2).   Если же атомы различны в молекуле, электрон в большей степени принадлежит большему атому, образуется полярная ковалентная связь (HCl-соляная кислота). Если же электрон полностью уходит от своего атома к другому в молекуле, образуется ионная связь (NaCl натрий хлор). В металлах положительные ионы образуют кристаллическую решетку, заполненную электронным газом. Эти электроны принадлежат всему металлу и эта металлическая связь. Вандер-Вальские силы действуют между нейтральными молекулами и представляют собой силы взаимодействие электрических диполей: +  -         + -  . Существуют особые донорно-акцепторные взаимодействия между отдельными молекулами с образованием ковалентной связи. Пара не поделенных электронов одной молекулы, переходят на вакантную орбиталь другой молекулы. Пример:

Огромное значение имеет водородная связь, которая образуется вследствие взаимодействия положительно поляризованного водорода  одной молекулы с электрически отрицательным атомом другой молекулы.