Метод валентных связей (ВС) не может объяснить целый ряд свойств и строение некоторых молекул (парамагнетизм молекулы О2; большую прочность связей в молекулярных ионах F+2 и O+2, чем, соответственно, в молекулах F2 и O2; наоборот, меньшую прочность связи в ионе N+2, чем в молекуле N2 ; существование молекулярного иона He+2 и неустойчивость молекулы He2 и т. п.) . Более плодотворным оказался другой подход к объяснению ковалентной связи – метод молекулярных орбиталей (МО) . В методе МО состояние молекулы описывается как совокупность электронных молекулярных орбиталей. При этом число молекулярных орбиталей равно сумме атомных орбиталей. Молекулярной орбитали, возникающей от сложения атомных орбиталей (АО) , соответствует более низкая энергия, чем исходным орбиталям. Такая МО имеет повышенную электронную плотность в пространстве между ядрами образованию химической связи и называется связывающей. Молекулярной орбитали, образовавшейся от вычитания атомных, соответствует более высокая энергия, чем атомным орбиталям. Электронная плотность в этом случае сконцентрирована за ядрами атомов, а между ними равна нулю. Подобные МО энергетически менее выгодны, чем исходные АО, они приводят к ослаблению химической связи и называются разрыхляющими. Электроны, занимающие связывающие и разрыхляющие орбитали, называют соответственно связывающими (св) и разрыхляющими (разр) электронами.
Главное, что внёс в науку С.Аррениус – это теория электролитической диссоциации и представление об энергии активации в химических реакциях. Его открытия относятся к числу таких, которые составляют базу современной химии. Выдающийся шведский учёный был известен не только как химик. С.Аррениус написал много учебников, научных и научно популярных книг и статей по различным отраслям знания: геофизике и космической физике, астрономии и биологии, физиологии, биохимии и медицине. Но путь к мировому признанию был для С.Аррениуса совсем не прост. Понадобились годы напряжённой работы, твёрдость убеждений, настойчивость в достижении цели, беспримерное трудолюбие и громадная выдержка. С.Аррениус родился 19 февраля 1859 года. Первым его учителем был студент – богослов, который своей строгостью и педантичностью вызвал у маленького ученика неприязнь к религии, сохранившуюся на всю жизнь. В гимназии С.Аррениус был одним из лучших учеников, особенно успешно занимался математикой и физикой. В 1876 году он был принят в Упсальский университет. Уже через 2 года С.Аррениус сдал экзамен на степень кандидата философии. Однако обучение в Упсальском университете не могло удовлетворить его. В 1881 году С.Аррениус приехал в Стокгольм. Там он был принят на работу в Физический институт Академии наук. В 1882 году С.Аррениус начал изучение электрической проводимости сильно разбавленных водных растворов электролитов. С.Аррениус разработал стройную теорию электролитической диссоциации. Представления о диссоциации молекул электролита были сформулированы в докторской диссертации. С.Аррениус применил в этой работе понятие “коэффициент активности электролита” как отношение фактически присутствующих в растворе ионов к количеству ионов к количеству ионов, которые могли бы существовать в растворе, если бы электролит был полностью расщеплён на простые электролитические молекулы”. В 1883 году С.Аррениус защитил эту работу и получил степень доктора философии. Теория С.Аррениуса была довольно скептически принята физиками и химиками в Упсальском университете; его диссертация не получила высшей оценки совета факультета. Это не позволяло С.Аррениусу стать доцентом университета и продолжать исследования. Чтобы реабилитировать свою работу С.Аррениус отправил свою работу крупным европейским учёным-физикам. Знаменитые физики и химики высоко отозвались о работе молодого автора. С.Аррениус был направлен в трёхлетнюю командировку для работы в лабораториях крупнейших европейских физиков и химиков. Зиму 1886 года шведский учёный пробыл в Риге, где изучал совместно с В.Оствальдом электрическую проводимость водных растворов различных веществ. Эти исследования блестяще подтвердили основные положения докторской диссертации С.Аррениуса. Таким образом, уже через два года после создания теории электролитической диссоциации её положения оказали сильное стимулирующее действие на развитие химической кинетики. Теория С.Аррениуса находила всё больше сторонников главным образом среди молодых учёных, но многие химики резко выступили против этой теории. Лишь дальнейшее развитие физики и химии показало правильность представлений С.Аррениуса. Первым научным отличием С.Аррениуса было избрание его в 1895 год почётным членом Германского электрохимического общества. Уже через год С.Аррениус становится ректором Высшей школы в Стокгольме. Научный авторитет С.Аррениуса был так велик, что много начинающих физико – химиков приезжали из других стран для работы в его лаборатории. В1901 году С.Аррениус был избран в Академию наук Швеции. С этого времени награды и почести начинают сыпаться С.Аррениуса как из рога изобилия. Он избирается почётным членом многих шведских и иностранных академий и научных обществ. В 1902-1903 гг. С.Аррениус был удостоен двух самых значительных наград в научном мире. Академия наук в Лондоне наградила его медалью Деви, а спустя год Шведская Академия наук присудила С.Аррениусу Нобелевскую премию “в признание особого значения теории электролитической диссоциации для развития химии”. В последние годы жизни С.Аррениус много времени уделял руководству различными научными обществами и Нобелевским институтом. Литературной работой учёный был вынужден заниматься лишь по ночам, что сильно отразилось на его здоровье. В конце 1925 года у С.Аррениуса произошло кровоизлияние в мозг, а 2 октября 1927 года после кратковременной болезни он скончался и был похоронен на родине – в Успале. В настоящее время изучение природы растворов успешно развивается, включая в себя наиболее важные положения как теории электролитической диссоциации, так и гидратной теории. Жизнь Сванте Аррениуса – пример для молодых людей, желающих посвятить себя науке.
