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6 化学键
地不断完善并扩充自己的发现,有关成果的论文将成为化学史上最为重要的文献之一。在论文中,他提出了共享电子对成键的六条规则。头三条规则是对路易斯、海特勒、伦敦和自己早期工作的重申——电子对化学键是通过两个原子中孤电子的相互作用形成的;一旦配成对,两个电子就不能参加新键的组成。他的后三条规则是新的。一条提出,化学键的电子交换条件只涉及每个原子的一个波函数;另一条规则提出,能级最低的自由电子可以形成最强的化学键。鲍林的最后一条规则断言,在一个原子中的两个轨道中,能与别的原子的轨道重叠最多的轨道会形成最强的化学键,而且化学键一般与较为集中的轨道保持同方向。这样就能对键角和分子结构作出预测和计算。

    考虑到自己的读者大多是缺乏数学基础的化学家,鲍林对自己的规则并没有给出冗长的数学证明。他在论文中写道:“即使在最简单的情况下对电子对化学键作出证明……也需要用到大量的符号和方程。”不过,他简要地概括了对这些规则进行验证的方式,并列出了几个推理的例子。从量子力学的原则出发,现在就已能够推出从化学键的长度和排列直到分子和复杂离子磁性的完整理论。鲍林还能够预测原子新的电子结构和性质。换句话说,量子力学不仅能够证明已知的事实;它还可以引导人们得到新的认识。在1931年2月中旬,鲍林将自己的论文寄给了《美国化学学会学报》。他给论文起了一个略显豪华的题目:“化学键的本质”。

    几乎与此同时,他的第二个儿子,彼得·杰夫列斯(其中间名是为了纪念鲍林少年时的一个朋友)在2月10日呱呱坠地,真可谓是双喜临门。

    不料平地又起了风波。3月1日——在鲍林的论文寄出两星期后、发表一个月之前——《物理评论》上出现了一篇与鲍林的文章内容极其相近的论文,其中包括:波函数重叠最大能够形成最稳定的化学键的思想;对于离子键和共价键关系的讨论;对化合物成键方式的讨论,如果化合物与价键有几种组合方式,很可能“真实情况为……对各种可能性的组合,并由于共振原理,能量相对较低”;而且更为重要的是,文章解释了碳原子中的四面体化学键。作者正是启发了鲍林获得突破的物理学家约翰·斯莱特。

    乍一看来,似乎斯莱特打败了鲍林。但是在把斯莱特的文章细读了几遍之后,鲍林发现了他俩的工作有着很大的不同。就一点而言,在斯莱特的论文中,描述性的内容多于定量分析;它并没有提供获得化学键长度和强度确切数字的方法。鲍林匆忙地给《物理评论》写了一封短信,恳请读者注意他在给《美国化学学会学报》的论文中“对化学键强度近似定量分析十分简单,然而却非常强大的方法”(黑体字由鲍林标明)。他简要地阐述了自己的六条规则,并强调是他第一个在1928年运用量子力学手段来解决四面体键合问题。(斯莱特在论文中并没有提及鲍林的那篇论文。)鲍林然后很快地概括了斯莱特的成果,并指出自己的思想比这些成果更深入。

    这一争名夺誉的手法相当巧妙:鲍林和斯莱特都喜欢对方,而且尊重对方的工作。在那篇论文发表前的几周,斯莱特还提议鲍林到麻省理工学院任教,给他物理学、化学或者任一种组合的正教授头衔;在鲍林“万分感激,实难从命”的回信中(那时加州理工学院已经答应提升他当正教授),鲍林写道:“除了您之外,没有别的理论物理学家的工作使我感兴趣。”在阅读鲍林发表在《美国化学学会学报》上的论文之后,斯莱特写道:“我很高兴事情发展到了这一步,我们同时决定把自己的想法写出来。我还没有机会细读您的论文,但是第一眼的印象是我们总的观点十分一致。”他们的观点确实非常一致。1931年夏天,鲍林在帕萨迪纳组织了一场关于化学键的讨论会,斯莱特到会
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