Тайна валентного штриха

…Все было изумительно просто. Вы входите в скоростной лифт, нажимаете кнопку — и через 20 секунд вы внутри атома железа, на высоте 110 метров над землей. А если угодно, вы легко можете опуститься по эскалатору в остальные восемь атомов. Наконец, когда путешествие по кристаллической решетке железа станет утомительным, можно выйти наружу и, сидя за столиком в соседнем кафе, любоваться феерическим зрелищем движения электронов вокруг ядра.

Иллюзию вращения электронов создавали прожекторы. Пронзая ночной мрак, лучи скользили по сверкающей поверхности гигантских шаров «Атомиума» — архитектурного сооружения на Брюссельской выставке, изображавшего ячейку кристаллической решетки железа. Включил прожектор — и картина электронной структуры как на ладони. Эффектно и просто, не правда ли?.

Чуточку сложнее обстоит дело с реальными атомными архитектурами. Химики хорошо знают, что вокруг ядра атома железа вращается 26 электронов. А математики помнят, что положение каждого электрона в пространстве определяется тремя координатами. Это значит, что в простейшем уравнении, описывающем только одно энергетическое состояние атома железа, будут фигурировать 78 переменных. Точное решение уравнения потребовало бы вычисления 1078 значений различных физических величин. Чтобы напечатать подобную таблицу, не хватило бы не только всей бумаги Земли, но и вообще вещества в Солнечной системе.

Впрочем, что говорить о железе! Полный точный расчет выполнен пока лишь для атома водорода. Между тем химиков чрезвычайно интересуют электронные состояния не только простейшего представителя менделеевской таблицы. Им подавай и углерод, и азот, и кислород, да к тому же не поодиночке, а в компании с другими элементами. Да чтобы эта «компания» оказалась молекулой соединения, важного в практическом и теоретическом отношении. Что ж, таких соединений хоть отбавляй. Все они ждут, когда за них примутся химики-квантовики.

Немало диковинок встречается в мире молекул. С затейливыми названиями. С редкостными свойствами. С увлекательной биографией. Но эти…

Их называют так: соединения с сопряженными связями. Теми самыми связями, что придают полимерам совершенно необычные свойства. Свойства сверхпроводников, например. Полупроводников. Магнитов. Связями, которые вот уже без малого сто лет интригуют ученых своей загадочностью. А началось все с простенького архитектурного сооружения. Простенького, но куда более необычного, чем брюссельский «Атомиум».

Это сооружение воздвигли не из металла. Даже не из камня. Из чернильных черточек на бумаге. И оно поначалу вовсе не поражало воображение ни вычурностью архитектуры, ни грандиозными масштабами. Напротив — то был крохотный незатейливый шестиугольник. Единственной достопримечательностью его было чередование двойных и единичных линий, образовывавших стороны плоской фигуры. Но именно эта деталь и смутила вскоре химиков.

Да, химиков, ибо автором шестиугольной конструкции был отнюдь не зодчий. Правда, Фридрих Август Кекуле, профессор Гентского университета, смолоду и в самом деле собирался посвятить себя архитектуре. Но судьба распорядилась иначе. Он стал архитектором от химии, талантливым конструктором молекулярных формул. И шедевром зодческого искусства Кекуле по праву считается шестиугольная формула бензола, опубликованная им в 1865 году. Формула, которая вполне могла и не появиться на свет, если бы Кекуле не придерживался бутлеровских взглядов на химическое строение. Ибо в те времена оживленно дискутировался даже такой ясный для нас вопрос: а можно ли вообще изобразить строение какого угодно вещества одной формулой?

Мы знаем, что водород одновалентен. Иными словами, может вступить в химическую связь только с одним атомом. Эта единичная связь изображается черточкой. Валентность углерода равна четырем. Значит, каждый его атом располагает набором из четырех связей — черточек. Весь комплект штрихов в случае бензола расходуется на установление межатомных контактов между шестью атомами С и столькими же атомами Н. Простенькая геометрическая комбинация! А в те годы, когда Кекуле принялся возводить свою знаменитую архитектуру, валентный штрих был непроверенным нововведением.

Поначалу строительство шло гладко. Кекуле отлично знал, что в бензольной цепочке все атомы углерода равноценны. Ага, рассуждал он, цепочка не может быть разомкнутой. Иначе краевые звенья отличались бы по химическим свойствам от тех, что в середине. И вот на свет появился замкнутый цикл. Шестичленное кольцо, в котором одиночные и двойные связи между атомами углерода и водорода, а также штрихи, обозначающие связь между С и Н, опускаются. Получается нечто вроде шестиугольного штурвала без рукояток. Голый скелет, составленный из С—С связей. И надо же было так случиться, что скелет оказался призраком!

Формула бензола стала величайшим откровением своего времени и наряду с этим… величайшим заблуждением. «В бензоле нет обычных двойных связей»,— напишет вскоре Кекуле, чтобы тем самым поставить перед наукой проблему, которая неразрешима в рамках классической теории химического строения.

Да, чередование одиночных и двойных штрихов в бензольном кольце оказалось фикцией. В физическом смысле слова. Правда, фикцией удобной — в химическом смысле слова. Настолько удобной, что органики до сей поры втихомолку используют в своих длинных выкладках элегантную конструкцию Кекуле. Что ж, химикам вполне достаточно того, что формула наглядно отражает картину целочисленных межатомных взаимоотношений при любых превращениях бензола, наблюдаемых в пробирке. И впрямь: к чему экспериментаторам вдаваться в физический смысл валентного штриха? Но дотошным химикам-теоретикам, а особенно физикам… Не счесть, сколько хлопот доставила им структура Кекуле!

Вообще говоря, формула вроде бы правильна. Во-первых, потому что в ней действительно присутствуют три двойные связи. Доказательство? Пожалуйста: бензол присоединяет ровно шесть атомов водорода — по паре на каждую двойную связь, разрывающуюся в процессе реакции. Во-вторых, двойные связи чередуются. Это подтверждается тем, что бензол можно получить из трех молекул ацетилена НС = СН.

Каждая из молекул ацетилена напоминает шейку трехструнной балалайки. Представьте, что у всех трех инструментов лопнуло по одной струне. Осталось три грифа, с двумя целыми струнами и с двумя обрывками каждый. Нетрудно соединить теперь обрывок струны одной балалайки с обрывком другой. Скрепленные воедино два обрывка — модель одиночной связи. Совершенно очевидно, что связанные струны оказались между двухструнными балалайками. Так что никуда не денешься: одиночные и двойные связи в бензоле должны чередоваться. Должны. Но чередуются ли?

Есть такое вещество — ортодихлорбензол. Его получить несложно — стоит только на две соседние вершины бензольного шестиугольника посадить по атому хлора взамен атомов водорода. Химики умеют это делать без труда. Если справедлива формула Кекуле, то возможны два варианта структуры ортодихлорбензола: когда между этими соседними вершинами с атомами хлора заключена двойная связь и когда между ними связь одиночная. Химический состав один. А физические свойства должны разниться! Хотя бы не намного. Между тем, известен лишь один-единственный тип ортодихлорбензола. Выходит, одиночная и двойная связь равнозначны?

Как?! Это же противоречит фундаментальнейшему положению бутлеровской теории химического строения! Да и разговоры о чередовании утрачивают всякий смысл. Химики вынуждены были отыскивать выход из тупика. Дьюар предложил симметричную структуру бензола, в которой одна из связей соединяла не соседние, как у Кекуле, а противолежащие вершины: посыпались формулы с перекрестными валентными штрихами. Была даже предпринята попытка вырваться из плоскости и возвести объемную архитектуру в виде трехгранной призмы с атомами углерода в шести ее вершинах. Но, увы, все поползновения сохранить целочисленность межатомного взаимодействия, приписываемую валентному штриху, оставались тщетными. Новые постройки грешили еще более уродливыми несообразностями, чем классическая конструкция Кекуле.

Тогда Тиле, коллега и соотечественник Кекуле, отвергнув табу целочисленности, нарисовал внутри бензольного шестигранника пунктирную оторочку: Взяв от каждой двойной связи по одному валентному штриху, он расщепил их на шесть половинных! В лицо теории строения был брошен прямой вызов. Но, увы, робкая догадка Тиле опиралась всего лишь на зыбкую почву интуиции.

А Кекуле? Родительская слепота не мешала ему видеть пороки своего детища. Сомнения привели ученого к осцилляционной гипотезе. Дескать, реальное состояние бензола — мгновенные переходы прежней формулы Кекуле в ее зеркальное изображение. Выходило, будто одному соединению присущи две разные формулы! Архитектор собственноручно взрывал фундамент, на котором стояло его сооружение,— бутлеровскую теорию строения…

Теоретическая химия переживала кризис. Парадокс бензола взбудоражил умы. Химики поняли, что без помощи физиков им не удастся разобраться в загадке сопряженных связей и вообще в природе валентности. Химия ждала, с надеждой взирая на физику…

В 1897 году был открыт электрон. А два года спустя Абегг и Бодлендер высказали предположение: молекула — система электрических зарядов! Гипотеза ковалентной связи Льюиса прояснила смысл валентного штриха: это пара взаимодействующих электронов. По одному от каждого из атомов-партнеров, объединившихся в молекулу. В структурные формулы вместо штриха Льюис стал вводить две точки — знак дублета (двух обобществленных электронов). Простейший пример ковалентной связи — молекула водорода Н:Н.

Льюисовское «двоеточие» означало, разумеется, не просто сумму двух электронов. Оно подразумевало, что каждый электрон, вращающийся около ядра, как спутник вокруг Земли, вступив в союз со своим напарником, вынужден изменить прежнюю траекторию. Ибо его теперь притягивает еще и вторая «планета» — ядро атома-соседа.

У углерода шесть внешних спутников — электронов. И две орбиты. На нижней два спутника, на верхней — четыре. Но только наружные электроны участвуют в образовании химической связи. Ковалентный союз в случае углерода устойчив, если сумма внешних электронов (своих и чужих) составляет октет (восьмерку).

Вот почему углерод четырехвалентен: его верхней орбите до полного комплекта не хватает ровно четырех электронов. Их можно позаимствовать у водорода. Или углерода. Четыре валентных штриха, разбегающихся от каждой вершины в бензольном шестиугольнике-штурвале, — это четыре дублета, дающих вкупе необходимый октет. Так физика дала ответ на самый глубокий вопрос, который ей когда-либо задавала химия. И тем не менее число и мера не торопились проникать в мир невидимых архитектур. Первая же попытка рассчитать молекулярную систему с ковалентной связью потерпела фиаско. А ведь речь шла о простейшей системе — молекуле водорода!

Представьте себе обыкновенный глобус. На полюсах размещены водородные ядра. На экваторе — пара электронов-антиподов, которые догоняют друг друга в бесконечном круговороте. Эта модель, построенная Бором, учитывала новейшие для того времени представления об атоме. Но ее количественный расчет не совпадал с опытными данными. Модель оказалась неверной. Какой конфуз! Неужто льюисовская теория неверна? Неужто подвели новые, с иголочки, идеи, взятые напрокат у физики? Лишь значительно позже выяснилось, почему электроны упрямо саботировали законы ньютоновской механики и классической электродинамики. Они просто не хотели быть примитивными упругими шариками, какими их воображали себе ученые того времени. Но тогда каковы же они в действительности, эти мельчайшие атомы электричества, изображавшиеся обыкновенными точками в льюисовских дублетах и октетах?

Ответ оказался ошеломляющим. Частица – волна! С одной стороны, все признаки крохотной крупицы материи. Скажем, вполне определенная масса. С другой — такое поведение при прохождении электронного пучка через кристалл, которое свойственно электромагнитным волнам!

Традиционные мерки, оказавшиеся не впору странному кусочку вещества-излучения, отбросила квантовая механика — удивительная наука, которая расчленила световой луч на порции, кусочки, названные квантами, а мельчайшие частицы материи наделила волновыми свойствами.

Уже нельзя было мыслить себе электрон как крошечную Луну, обращающуюся по геометрически четкой трассе вокруг маленькой Земли — атомного ядра. Орбита стала напоминать расплывчатое шаровидное облако, по которому «размазан» электрон-волна. Квантовая механика разработала специальный математический аппарат для расчета подобных микросистем. И вот в 1927 году немецкие физики Гейтлер и Лондон, исходя из новой модели, оценили энергию связи и межъядерное расстояние для молекулы водорода. Теоретический расчет полностью совпал с экспериментальными данными!

Это означало больше, чем триумф квантовой техники. Это было рождение квантовой химии. Ибо молекула водорода — простейшее химическое соединение. Не просто сумма двух атомов, а сложная система, где ядра и электроны спаяны валентной связью в целостный коллектив со всеми присущими ему особенностями.

Древнее пробирное искусство получило невиданный доселе инструмент для исследования тончайших механизмов межатомного взаимодействия. Валентный штрих заговорил языком математики, волнуя химиков неожиданными откровениями.

Квантово-механический расчет вскрыл важный признак ковалентной связи — антипараллельность электронных спинов. «Спин» в переводе с английского означает кручение. Речь идет о вращении электрона, но уже не вокруг ядра, а вокруг собственной оси при движении по орбите. Спин придает электрону свойства крошечного магнитика. Если спины параллельны, электроны отталкиваются друг от друга. Оказалось, что внутри дублета оба «веретена» направлены друг к другу остриями, а значит, и крутятся в противоположные стороны. Стало быть, электроны-магниты притягиваются. Так вот оно что! Наконец-то выяснилась причина межатомного взаимодействия!

Ничуть не бывало. Расчет показал, что для установления прочного межатомного союза требуется в миллионы раз большая энергия, чем та, которую может обеспечить взаимное влечение пары электронов-магнитиков.

Тогда, может статься, межатомные узы крепки потому, что электрон первого атома притягивается положительно заряженным ядром второго, и наоборот? Тоже нет! Дело в другом. Волковой характер движения делает электроны неразличимыми. Перемешавшиеся электронные облачка образуют нечто вроде целостной «волны», стягивающей соседние ядра в единую молекулу. Однако, не обладая скульптурной четкостью очертаний. Единое облачко все же и не бесформенно. Обрисовать его контуры помогли опять же квантово-химические вычисления. Обнаружилось, что оно отдаленно напоминает двухместную скорлупу арахиса, узниками которой взамен орешков мы представляем себе атомные ядра. Итак, физическая картина валентной черточки — «арахисовый орех»? В случае молекулы водорода — да. В случае одинарной С-С связи — тоже да. А в случае двойной — уже нет. Вернее, наполовину нет. Потому что одна из двух связей все же именно такая (ее обозначают греческой буквой «сигма»), зато вторая (пи-связь) выглядит совершенно иначе. Как?

Изобразите на листке бумаги арахисовый орех. У вас получится плоский рисунок, похожий на восьмерку. Это сигма-электронное облако. Поставьте по точке, вернее, крошечному кружку, в центре каждой из округлостей «восьмерки». Это ядра атомов углерода. Соединим их прямой. Перед нами чертеж сигма-связи. А теперь вообразите, что наша прямая линия — палка, на обеих концах которой прикреплено по двухлопастному пропеллеру. Нарисуем и их. Получили две восьмерки. Каждая восьмерка плоская. Но так же, как и рисунок арахисового ореха, она представляет пространственную фигуру. Что-то вроде толстой балясины с тонкой перемычкой посередине. «Балясина» — это пи-электронное облако. Перемычка — место, где находится атом углерода. А где же пи-связь? Округлости обеих балясин так толсты, что входят друг в друга (вспомните, что перед нами не крепкие деревяшки, а эфемерные воображаемые облачка!). Вот это-то двойное перекрытие и есть грубый набросок пи-связи. Теперь мы можем соединить кружки, изображающие атомы С, еще и второй линией.

Картина двойной углеродной связи готова. Когда ученые разобрались в премудростях одиночной и двойной ковалентных связей, настал черед и бензола. С помощью рентгеновских лучей удалось уточнить истинную форму его «скелета». И что же? Оказалось, что молекула бензола — правильный плоский шестиугольник. Трехмерная призматическая архитектура сразу же отпала. Все шесть связей в бензоле одинаковой длины. Отпали структуры с перекрестными штрихами и формула Дьюара. Каждая углерод-углеродная связь короче обычной одиночной, но длиннее двойной. И все они равноценны. Так что и конструкция Кекуле отпадает! Что же остается? Формула Тиле. Но ведь половинные валентности — абсурд! По какой же формуле прикажете рассчитывать бензол?

Самое забавное в том, что и одиночные и двойные связи все же удается рассчитывать. Если они не чередуются, как в бензоле. Ибо только тогда молекула имеет однозначное штриховое отображение по всем живописным канонам теории химического строения. Но как только на сцену выходит коварный эффект сопряжения, вещество не опишешь единой формулой. Тут-то и начинаются головоломки.

Может быть, догадка Кекуле не так уж и наивна? И бензол действительно не имеет единой структуры? В 1923 году английским химиком Ингольдом была выдвинута теория мезомерии. Допускалось, что формулы Кекуле отвечают предельным, или возбужденным, состояниям бензола. Реальный же статус молекулы — ни то, ни се. Промежуточное бытие, которое возникает в результате взаимодействия предельных структур. Мезосостояние, как назвали его ученые. Было введено представление о мезомерии. Дескать, предельные структуры путем перераспределения химических связей перевоплощаются в реально существующую мезоструктуру.

Под зыбкую идею многоликих химических веществ вскоре был подведен квантово-механический фундамент. Американский физико-химик Полинг предложил рассматривать строение молекул, не укладывающихся в обычную валентную схему, как результат электронного резонанса. По идее Полинга, истинное состояние бензола можно описать лишь совокупностью всех структурных формул.

Родился метод наложения валентных структур, метод резонанса. Казалось, наконец-то, бедняге бензолу повезло! Пусть у бензола два архитектурных образа. Оба пригодятся. Стоит только «наложить» один на другой. То есть проделать расчет для одной формулы, потом для другой, а результаты сложить. Ибо наш двуликий выходец из мира молекул способен обретаться в обоих своих состояниях, а им свойственно взаимодействие. Кекуле называл его осцилляцией, а Полинг окрестил резонансом.

Главный порок метода резонанса — произвол в выборе валентных схем. У нафталина, например, их сорок две, хотя молекула его не намного сложнее бензольной (она получится, если «склеить» сторонами два шестиугольника Кекуле). У антрацена, «склеенного» из трех молекул бензола — целых 429 схем! Из целой галереи портретов надо выбрать несколько штук. То-то и оно: выбрать! И произвольно приписать им статистический «вес» — вероятность данного состояния.

У бензола коллекция электронных состояний поскромнее. Всего пять, если к двум формулам Кекуле присовокупить еще и три «резонирующие» структуры Дьюара.

Причем выбирать не нужно: в дело идут все пятеро. Пять «состояний» — пять слагаемых в квантово-химическом уравнении. Так что, казалось бы, ни о каком произволе и речи быть не может. Но вот сопоставили результаты расчета с данными другого метода — метода молекулярных орбит. Там принимается, что электроны распылены по всей молекуле, а не закреплены в виде дублетов в отдельных связях. Обнаружились чуть ли не десятикратные расхождения! Таким образом, ни формальный подход химиков-квантовиков к бензольным структурам, ни попытка их глубоко проникнуть в сущность сопряженных связей, несмотря на отдельные успехи, не решали проблему в целом. Но ученые не отступали.

В 1951 году химик Г. В. Быков высказал оригинальную идею. Пи-электронные заряды атомов равны нулю! «Заряжены» только сами связи! Ну хорошо, а что станется с нашими балясинами? Чтобы разобраться в этом вопросе, придется вспомнить некоторые интересные физические «особинки» соединений с сопряженными связями.

Магнитное поле выталкивает пробирку с бензолом, нафталином, антраценом или другим ароматическим соединением. В чем дело? Объяснение одно. Под действием магнитного поля электроны начинают циркулировать по замкнутым цепям. Такими цепями в органических соединениях служат молекулярные циклы, подобные бензольному. А всякий замкнутый ток — по существу магнит. Потому-то пробирка и «выпрыгивает» из магнитного поля.

Но это еще не все. Известно, что графит проводит ток. А вот алмаз — нет. Хотя оба — одно и то же вещество. Чистый углерод. Почему? В отличие от алмаза графит имеет слоистое строение. Кристаллографическое исследование показало, что слои представляют собой «паркет» из шестиугольных плиток. И что плитка — углеродный остов бензола! Графит проводит ток вдоль слоев, но не поперек. Именно потому, что электроны легко скользят по ребрам плиток.

Экспериментальные факты подвели ученых, занимающихся научным поиском в этом направлении к любопытному заключению. Молекулы ароматических соединений обладают свойствами проводников! Точнее сверхпроводников. Ведь электроны обегают циклическую цепь без всякого сопротивления. Впрочем, не только циклическую. Металлоподобны и незамкнутые сопряженные системы связей. Скажем, в целом ряде полимеров (каучук). Но если так, то в молекулах с сопряженными связями должны присутствовать, как и в кристаллических решетках металлов, свободные электроны. Свободные — это значит не прикрепленные к отдельным связям. И такие электроны есть.

Помните наши балясины? Тогда мы пририсовали к сигма-штриху между С и С вторую валентную черточку. Сплошную линию, которая символизировала собой сцепление пары балясин. А зря. Надо было нарисовать не сплошную черточку, а прерывистый пунктир. И протянуть его не только над сигма-штрихом двойной связи, но и над соседними сигма-штрихами одиночных связей. Так ведь это же не что иное, как абсурдная формула Тиле! Да, если угодно, это она. Старая знакомая, однако смысл новый. Пунктирный кант — никакие не половинные валентности. Это символ обобществления пи-электронов вдоль всей цепи. Каждая балясина взаимодействует с обеими соседями. Образуется непрерывная цепочка взаимосвязанных электронных облаков.

Так постепенно уточнялась модель пи-связей. Квантово-химические расчеты убедительно свидетельствовали, что она является гораздо большим приближением к действительности, чем прежняя. И, тем не менее, трудности давали о себе знать. Теперь, когда обобществленное электронное облако протянулось сплошь по всей молекулярной цепочке, особенно много беспокойства доставлял ученым вопрос о границах. Как отделить одно углерод-углеродное звено от другого? Точно определить, какая часть облака находится окрест атома, какая — в межатомном пространстве, было практически невозможно. Приходилось выделять часть облака, находящегося около атома, в особую зону. Немудрено, что установлению демаркационной линии сопутствовал произвол. Этот произвол и приводил к расхождению результатов при расчетах разными методами.

Вот тогда-то и была высказана Г. В. Быковым новая идея — пи-электронные заряды атомов равны нулю. Иными словами, пи-электронное облако расквартировано целиком в межатомном пространстве. Новое понятие — электронные заряды связей (не атомов!) — было предложено считать вполне реальной структурной характеристикой молекулы. Необходимость делить электронное облако между атомом и связью отпала.

Неопределенность в установлении границ при подобном разделе — тоже. Расчеты существенно упростились. Вскоре американские теоретики Рюденберг и Шерр разработали новую модель пи-связей. Пи-электроны движутся свободно, независимо друг от друга — совершенно иначе, чем представляли дело балясины, накрепко привинченные к месту. Движутся так, словно текут – переливаются по узеньким трубочкам, соединяющим вершины сигма-электронного остова — шестиугольника в бензоле. Именно эти трубочки и подразумевает сегодня химик-квантовик, рисующий по стопам Тиле пунктирную окантовку внутри сплошного бензольного цикла.

Первые же расчеты пи-электронных зарядов связей на основе новой модели увенчались успехом. Как нечто само собой разумеющееся, химики привыкли считать, что сигма-связь образуется локализованным («пришпиленным» к определенному месту) дублетом. Что сплошная черточка между атомами символизирует собой целочисленную электронную связь. И что нельзя рассчитывать этот дублет, приняв, что электронное облако рассредоточено по всей молекуле.

Самый строгий и нелицеприятный судья в науке — опыт. Здесь пришлось ставить эксперимент теоретический. Были совершенно независимо рассчитаны сигма-электронные заряды связей в пропане сразу двумя учеными, живущими по разные стороны Атлантики. Одному из них, Сандорфи, понадобилось несколько часов работы вычислительной машины. Другому, Быкову — несколько минут с карандашом в руках. И вот результат — блестящее совпадение!

«Широко распространенное представление о валентности, согласно которому химическая связь образована целым числом электронов, сильно поколебалось, даже в глазах его ярых приверженцев, — говорил Георгий Владимирович Быков. — Правда, пока что применительно к пи-связям. Что же касается сигма-связей, то здесь идея электронных зарядов связей, несовместимая с этим представлением, покамест, увы, «персона нон грата». Между тем она может оказаться плодотворной при ответе на главный вопрос, который сегодня волнует химиков, — каков же все-таки механизм взаимного влияния атомов в молекуле? Для меня не будет сюрпризом, если новая теория окажется подспорьем и при изучении энергетических характеристик молекул, радикалов, ионов, в электронных теориях катализа, в молекулярной спектроскопии.

Разумеется, идея электронных зарядов связей не разрешает единым махом все трудности квантово-химических расчетов. Это всего-навсего один из многих математических приемов, удобных при решении некоторых квантово-химических задач. Но для такой сравнительно мало разработанной области, как квантовая химия, важен любой теоретический вклад, каким бы скромным он ни был. И чем больше свежих сил вольется в эту удивительную науку, тем быстрее свершится революция, на пороге которой стоит теперешняя теоретическая химия.

Наше путешествие внутрь атома, начатое в лифте «Атомиума», подходит к концу. Как непохожа стальная брюссельская громада на описанные нами крохотные архитектуры! Там сталь — здесь органические вещества-неметаллы. Там кусок кристалла — здесь молекулы с валентной связью. Там четкая пространственная геометрия — здесь воображаемые расплывчатые очертания.

И в то же время между ними есть нечто общее. Хотя бы характер поведения электронов в металлическом кристалле и сопряженных связях. А главное сходство в другом. И там и здесь — символ победы над тайнами природы! Победы, которая позволит человеку чувствовать себя внутри молекулярных построек столь же свободно, как и в помещениях «Атомиума».

Автор: Л. Бобров.