发现电子

这一知识宝库所提出的问题一直没有得到解答，直到19世纪末原子的内部结构开始被揭示。经典观点，由约翰·道尔顿他认为，原子是不可约的、不可改变的实体，这一观点实际上消除了理解原子性质的可能性，因为它意味着缺乏内部结构。原子的可变性，以及由此而来的对其组成和性质的初步了解，是随着原子的发现而出现的电子作为一个普遍的组成的物质。电子是第一个亚原子粒子被发现并在适当的时候被证明是解释化学键的最重要的一个。这种重要性在很大程度上源于电子可以轻易地从电子中移除原子然后转到另一个。下面我们将看到，电子的这种可转移性是键形成的关键，所有的化学键理论都集中在一个原子与另一个原子连接时电子的再分配上。

关于的基本特征将会有更多的讨论电子排列在原子中。理解结构的关键元素周期表因此原子间的键的模式就是电子在围绕中心正电荷核的壳层中排列。每个壳层可以包含一个特征的最大电子数。最外层包含参与成键的电子，因为它们与原子核的结合最不紧密，因此最容易被移走。这个外壳叫做价电子层．价层最重要的特征是惰性气体它是完整的(在下面解释的意义上)与它的全部补充电子的数目(即8个，除了。氦)．因此，化学键的形成似乎与价层的不完整有关。

的贡献刘易斯

美国化学家阐明了价层在成键过程中的作用吉尔伯特·n·刘易斯约1916人。德国物理学家瓦尔特·科塞尔(Walther Kossel)进行了重要的独立研究，后来美国化学家也做出了贡献欧文·朗谬尔．首先，刘易斯提出离子键是由电子从一个原子的价壳层完全转移到另一个原子的价壳层而形成的，并且这种转移一直进行，直到两个原子的价壳层都达到电子作文最近的特征惰性气体元素周期表中的原子。因此,钠它的价电子层中是否有一个电子，失去它就会产生一个单电荷阳离子, Na⁺，具有类似氖的电子排列。氯另一方面，它有一个价壳层，需要多一个电子才能达到它的邻居惰性气体的闭壳层特征，氩，所以很容易形成单电荷阴离子Cl⁻．这样，就很容易理解的形成氯化钠作为Na的集合⁺离子和氯⁻离子。

刘易斯提出共价键由两个原子之间共享的电子组成，而不是由一个原子完全捐赠给另一个原子。他没有办法知道为什么一对电子会如此重要(直到后来引入了量子力学)，但他的洞察力使大量化学事实合理化。在离子键的形成过程中，刘易斯强调了最接近稀有气体的价壳层的重要性，并提出，在离子键的形成过程中，电子共享一直持续到每个原子都拥有稀有气体结构为止。

总之，刘易斯的思想是通过他著名的八隅体规则，即电子转移或电子共享一直进行，直到原子获得一个电子八隅体电子(即稀有气体原子的价壳层所特有的8个电子)。当发生完全转移时，键是离子型的。当电子只是共享时，键是共价键，并且每个共享电子对构成一个化学键。

这就是至今仍被广泛接受的化学键理论的基础。然而，有很多东西需要解释，也有更多的东西需要理解，刘易斯的想法有许多重要的例外，因此不能对成键给出完整的解释。下面几节从这段历史叙述中退一步，把刘易斯的重要思想放在更广阔的视野中上下文这将更能显示他们的力量。同时，更先进的粘合处理将超越Lewis的观点和对化学键特征的解释是他的观点所不能包含的。