Теория электрохимического дуализма

Первой попыткой объяснения природы химической связи, основанной на атомно-молекулярном учении, можно считать теорию электрохимического дуализма, предложенную в начале XIX века Дэви и Берцелиусом. Ее созданию способствовало открытие закона Кулона, появление гальванических элементов, данные по исследованию электропроводности растворов, изучение электрохимических процессов и т.д. Согласно данной теории все атомы представляют собой диполи, с преобладанием отрицательного или положительного заряда на одном из полю­сов. Первые (О, S, Сl и т.д.) были названы электроотрицательными, вторые (Мg, Са, К и т.д.) - электроположительными. При взаимодействии атомы сначала ориентируются, а затем притягиваются друг к другу противоположно заряженными полюсами:

Mg + O MgO

При этом происходит частичная нейтрализация заряда, что является причиной выделения энергии при химических реакциях. Согласно данной теории, в бинарных соединениях частицы сохраняют избыток заряда того или иного знака, в зависимости от величины электроотрицательности образующих их томов. Так МgО сохраняет избыток положительного заряда, а СО₂ - отрицательного, что способствует образованию более сложных соединений.

MgO + CO₂ ® MgCO₃

В реакциях же замещения более электроположительный атом вытесняет менее электроположительный из соединения, что увеличивает энергию кулоновского притяжения во вновь образованном сложном соединении.

CuSO₄ + Fe ® FeSO₄ + Cu

На первом этапе теория электрохимического дуализма позволила объяснить протекание различных типов химических реакций и провести классификацию неорганических соединений. Однако по мере накопления экспериментальных данных она сталкивалась всё с большими и большими трудностями. Так, например, данная теория не могла объяснить образование многоатомных молекул простых веществ и протекание ряда реакций замещения, когда менее электроотрицательный атом замещается на более электроотрицательный:

CH₄ + 4Cl₂ ® CCl₄ + 4HCl

Непонятным оказалось и образование комплексных соединений из электронейтральных, согласно Берцелиусу, солей.