原子价、化学键与亲合观

1852年，弗兰克兰（E·Frankland）指出：“不论化合的原子的性质如何，吸引元素的化合力（如果可以用这个术语的话）总是要同样数目的原子才能满足。”①所谓化合力（co-mbining power）当时也用亲合单位（affinityunit）表示，后被称为化合价或原子价（valency；valence；quantivalence）。1856年他又提出键（bond）的概念来表示原子的结合。对价和键的概念的发展起过决定性作用的一个因素是凯库勒在1858年提出了两个命题：其一是碳原子为四价，其二是碳原子间可键合。到 1861年，布特列洛夫提出了化学结构概念，认为化学结构是原子靠亲合力形成的稳定体系。随后，双键、三键的发现，芳香族结构问题的解决，变价观念的确立，立体结构的研究等推动着化学亲合观向前发展。正如张嘉同所说：“原子价和化学键，二者既有联系又有区别。前者表征一原子结合其他原子的数量，后者表征原子之间结合的力量或强度。它们从不同方面反映出原子结合成具有一定组成和结构的物质的性质，是作为形成和保持化合物分子原因的化学亲合力的具体体现。这两个概念将化学亲合力与关于物质的组成和结构的经验资料联系起来，从而发展了对化学亲合力的认识，并使之具体化。”②因此，原子价和化学键概念的出现使亲合概念发生了涵义深化的演变，并有新语词来加以表达。化学史表明，在电子的发现揭示了电运动的物质基础并打破了原子不可分的观念以后，力学和电学的亲合力概念在关于原子价和化学键的研究中得到了统一和深化。至此所论亲合概念有侧重于反映静态、局部和吸引的特点。相反，在物理化学中以热力学为主要理论基础的亲合概念则表现出反映动态、整体并兼容排斥因素的特征。①而且亲合概念“和整个热力学一样，已经是一个统计概念。”②下文将表明，相应的亲合概念被归结为各种形式的能量，故我们以“亲合能”译之。