Квантовая химия — ее прошлое и настоящее. Развитие электронных представлений о природе химической связи

За 50 лет существования квантовая химия достигла значительных успехов в объяснении физической природы химической связи, а также в определении физико-химических свойств разнообразных соединений. Круг вопросов, решаемых методами квантовой химии, в настоящее время так широк, что охватить его в небольшой книге невозможно. Поэтому авторы ограничились лишь объяснением природы химической связи и описанием ее структуры.

Большое внимание в книге уделено истории возникновения и развития квантовомеханической теории химической связи. Создание этой теории было подготовлено не только открытием квантовой механики, но и всем предыдущим развитием теоретических и методологических основ химии, которые в начале XX века находились в состоянии кризиса, отразившего как кризисную ситуацию в физике того времени, так и противоречия растущей физикализации химии.

Однако тот факт, что квантовая механика является основой современного учения о химической связи, ни в коей мере не исключает огромной роли классической теории химического строения в формировании квантовохимических представлений. Действительно, теория строения в совокупности с огромным экспериментальным материалом не только стимулировала создание, но и постоянно корректировала последующее развитие теории химической связи. Хотя такое воздействие иногда трудно заметить за обилием математических формул, как показывает исследование истории вопроса, ни одно рассмотрение структурно-химических проблем не обходилось без использования в той или иной мере эмпирических или полуэмпирических химических представлений.

Сказанное определило общую структуру книги: в гл. 1 рассмотрены доквантовомеханические модели молекул; в гл. 2 изложены некоторые концепции современной теории строения атома, причем основное внимание уделено тем, которые играли и играют существенную роль в молекулярной квантовой химии; в гл. 3 рассказано о возникновении и развитии квантовомеханической теории химической связи; гл. 4 посвящена анализу современных проблем квантовой химии, главным образом связанных с квантовомеханической интерпретацией понятий и представлений классической теории строения.

При изложении современных вопросов теории химической связи авторы использовали аппарат матрицы плотности, позволяющий наиболее просто и адекватно интерпретировать классические понятия валентности, атомного заряда и порядка связи в терминах квантовой механики.

Авторы благодарят профессора М. Г. Веселова за ценные замечания и помощь в работе.