现代化学结构概念基础的形成

在经典化学结构观念中凯库勒侧重于化学结构的几何因素，而布特列洛夫则侧重于化学结构中的相互作用。他们代表了两种不同的结构观。这实际上反映了化学领域中关于结构研究的两种传统和方法。前者在晶体化合物的研究中多有反映；后者则在几乎和化学一样历史悠久的化学亲和力（包括后来的电化二元论、原子价和化学键）的认识过程中得到了鲜明反映。然而，随着化学的发展就开始出现了两种传统和方法相结合的趋向。1874年范特霍夫发现了不对称原子和光学异构体，提出了碳原子价键的空间构型的思想。由此，他在1887年写道：“从原子在分子中相互连系方式的概念到原子相对位置问题，仅须走一步路。”①但这是极为重要的一步路。它标志着人们对结构概念认识的深化，即化学结构概念不仅包括了原子间的相互作用，而且也包括了相互作用与几何因素之间具有的内在联系。到 19 世纪末，化学家已经能够阐明一些很复杂的天然有机化合物的结构，并且尝试按照一定结构合成出为数不少的前所未有的物质。
     到了20世纪初，人们开始初步揭示了原子结构，力图从电子结构来阐明化学键，从而对化学结构给予统一的说明，推动了经典化学结构理论向现代化学结构理论的过渡。1913年玻尔的原子模型指出，原子的最外层的电子决定着元素的化学性质。这就使得科学家们很快运用电子来解释原子价和化学键，其重要成果就是柯塞尔和路易斯的原子价电子理论。柯塞尔用离子概念解释了电价键，而路易斯则用电子对解释了共价键。这就使得经典化学结构式中的“短线”具有了一定的物理意义，丰富了化学结构概念的内容。但是，原子价电子理论的物理基础还不够坚实，物理学的“动力学”原子模型与化学的“静力学”原子模型的矛盾还十分尖锐。这个矛盾，只有在量子力学建立以后才得以解决。只有解决了这个矛盾，才能建立起现代的化学结构理论。