Электронная теория металлов и сплавов

Более серьезное практическое значение имели успехи, обусловленные применением рентгеновского анализа к металлам. Оказалось, что эти последние имеют исключительно простую кристаллическую структуру, объясняющую ту легкость, с какой они сплавляются друг с другом. При этом было выяснено, что число свободных электронов, придающих металлам их способность к отражению и одновременно электропроводность, имеет преобладающее значение, что обусловило возможность ввести в металлургию рациональное начало вместо прежнего принципа «проб и ошибок».Но структурное исследование сделало даже больше того: оно объяснило основные, ценные в экономическом отношении, свойства металлов — их пластичность и способность к затвердению, а также способы, с помощью которых их можно ковать, прокатывать и тянуть, — и позволило ввести рациональный контроль этих процессов.
Квантовая теория валентности и межатомных связей
Значительно более сложной, однако, была проблема соединений между неметаллами. Только в 1927 году была найдена первая нить, ведущая к разгадке природы действующих между ними сил. Силы эти были приписаны — это может быть понято тольков выражениях квантовой теории — возможности обмена идентичными электронами, принадлежащими одновременно одной паре атомов. И только в 1934 году Гейтлером и Лондоном было разработано количественное объяснение гомополярной или ковалентной связи, которое было применено ими для простейшего случая — молекулы водорода с двумя протонами и электронами. Несмотря даже на то, что метод этот не мог быть количественно применен к более сложным случаям, он все же дал физическое понимание большинства до тех пор совершенно необъяснимых, чисто экспериментальных фактов химии. Он объяснил общую природу химических реакций и то, почему в ходе каждой реакции освобождалось или поглощалось известное количество теплоты, соответствующее изменению в уровнях энергии электронов в начальном и конечном состоянии. Он также пролил свет на самые важные в практическом отношении достижения химии XX века — осуществление реакций с помощью искусственных катализаторов или естественных энзимов, которые, и те и другие, действуют путем уменьшения количества энергии, необходимого для того, чтобы могла начаться химическая реакция, хотя они и не оказывают влияния на ее конечное состояние. В свете этого метода стал ясен и механизм цепных реакций, которые либо в быстрой форме горения в цилиндре двигателя, либо в процессах полимеризации для производства пластических масс приобрели важное промышленное значение.







Материалы

Яндекс.Метрика