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14 英国之旅
经”即公认的量子力学原理出发,两位科学家在近20年的时间里对它的化学意义作了迥然不同的解释。

    ①马丁·路德(Martin Luther,1483—1546),德国人,16世纪欧洲宗教改革运动发起者,基督教新教路德宗创始人,曾公布《九十五条论纲》(1517),抨击教廷发售赎罪卷,否定教皇权威,将圣经译成德文。

    从德国化学家海特勒和伦敦的电子交换思想导出的鲍林理论认为,分子是不同原子的叠合体。原子与原子之间通过键联结,而键是由定位于两个原子核之间的若干个电子形成的。键的数目等于元素的价数,也就是元素的键容量,由此鲍林学派就被人们称为价键学派或VB学派。从理论上说,将每个键的波函数叠加起来,就可计算出总的量子力学状态。当然对计算结果还需根据每个健对相邻键的作用情况进行适当的修正。

    在鲍林大力宣传VB理论的近20年时间里,马利肯却耐心研究自己的分子轨道(MO)理论,他坚信:分子并不是像VB理论鼓吹者所设想的那种情况。在马利肯看来,分子并不是由不同的原子通过不同的键联结起来的聚集体,而是一个不可分割的整体,其特有的性态只能从分子本身来加以解释。他研究过分子吸收和发射光谱的现象,这方面的研究经历使他相信不应把键接电子看作是固定在某个位置上的,而应看作分布在整个表面上,这样才能更好地解释分子的性态。虽然这个理论对多数化学家来说不那么直观,但马利肯经过20年的研究后坚信这个理论是正确的。马利肯认为,分子应该是它们自身实际表现出来的那个样子,而不是如19世纪的化学家所设想的它们应该具有的那种样子。他借用美国女作家斯泰因①话来概括自己的观点:“分子的定义是:分子就是分子。”

    ①斯泰因(Gertrude Stein,1874—1946),美国女作家,移居巴黎(1903),提倡先锋派艺术,运用重复或片断化、简单化手法写作,作品有小说《三个女人的一生》、《艾百斯·B·托克拉斯自传》等。

    在价键理论和分子轨道理论的争论中,绝大多数化学家赞同和接受价键理论,出现这个结果的一个主要原因是鲍林的才智和人格所发挥的重要作用。鲍林懂得怎样解释他的价键理论使化学家乐于接受。原子通过不同的键每次一个地与其他原子联接起来,这种情况可以在纸上用联接元素符号的一根根虚线表示出来,这与化学家们关于化学键的看法相吻合。同样重要的是,鲍林善于找出捷径来简化数学运算。尽管从理论上讲,可以通过将不同的波函数叠加从而得出分子的量子力学刻画,但在当时尚无电子计算机的情况下,除了一些最简单的分子外,一般分子的有关数学计算非常困难,实际上根本不可行。鲍林提出一些半经验性的变通办法来避开这种困难,诸如共振能和电子负电等级的计算方法,这些变通办法符合量子力学的精神,但其基础除了依赖于薛定谔波动方程外,还依赖于鲍林的直观想象力。化学家在应用鲍林的理论时,并不需要懂得怎样叠加波函数。这种简化方法使鲍林理论在30年代和40年代早期越来越流行。特别在鲍林的专着《化学键的本质》正式出版后,情况更是如此。化学家应用鲍林方法意味着已经涉足于最新的物理理论,而实际上又根本用不到学习物理;他们不费吹灰之力就带上了应用量子物理的光环,

    鲍林本人的能力,他的才智和人格,在推广价键理论的过程中发挥了决定性的也可说是最重要的作用。他是一个杰出的教师,是一个极富性格魅力的演说家。他能吸引人们信仰他的理论。受他本人或他的著作的影响,研究者纷纷转而接受他的方法。到了40年代,价键理论似乎已经征服了整个化学界。

    马利肯根本无法与鲍林竞争。不仅是因为他的
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