寻找化学键

很少有化学概念像化学键一样广为人知。化学键被随意定义为将原子结合在一起的胶水，在学习化学时，不可能避免学习化学键。虽然从科学的角度来看，这样定义化学键似乎很粗糙，但化学家们还没有就更复杂的统一定义达成一致。

这有两个原因。首先，对于债券的基本特征是什么，各方没有达成共识。澳门万博公司从离子键到共价键，再到金属键和多中心键，每种类型都具有不同的特征，并表现出其他类型所没有的特征。澳门万博公司此外,奇怪的新债券类型继续被发现。事实上，结合的形式、情况和环境都与典型的结合方式不匹配在理论和实践中理解．其结果是不同类型的纽带的激增——至少从表面上看——似乎是分离和不统一的。

其次，对于债券是否存在一直存在分歧。当量子化学作为一个领域出现时，这场争论达到了顶峰。在这一点上，大多数化学家都遵循吉尔伯特·刘易斯在1916年提出的化学键的传统概念，他将化学键定义为原子之间的成对关系。他明确地指出化学键是存在的，宣称“在有机化学家的心目中化学键不仅仅是抽象的;它是一种明确的物理现实，一种把原子与原子结合起来的东西。另一方面，几十年后量子化学中分子轨道方法的发展使得查尔斯·库尔森(Charles Coulson)和罗伯特·穆里肯(Robert Mulliken)等科学家声称化学键是人工制品。在科尔森自己的话没有人见过它，也没有人能看到它。这是我们自己凭空想象出来的。”²

不出所料，哲学家们注意到这种情况．毕竟，我们的感官无法直接观察到的实体的存在——无论是化学键、电子还是场——是物理学的核心问题科学现实主义主题．

要确定化学键是否存在——如果存在，它们是什么样的东西——人们首先需要准确地理解科学中流行的相关观点。为此，罗宾·亨德利介绍了化学键的两种概念:结构概念和能概念。根据结构概念，键是“分子的物质部分，负责各个原子中心之间的空间局部亚分子关系”。这个定义保留了的精神刘易斯的观点，即债券具有局域特性．相反，在能量概念中，键指的是“分子或超分子状态之间能量变化的事实”。^3.这个定义遵循了量子化学围绕键的本质所引入的修订，主要关注系统实现的能量稳定，并考虑到电子离域化的作用。

每一种概念都容纳了关于纽带存在的不同观点。采用结构概念可以让人在债券问题上成为一个直截了当的现实主义者。通过采用能量的概念，化学键可以被完全排除——或者至少可以被重新考虑为分子范围内的现象。

科学哲学可以帮助我们找到理解这种联系的新方法

到目前为止,哲学辩论一直围绕着这两个概念的可行性。⁴然而，这不是思考债券的唯一方式，从哲学中的其他想法中获得灵感可能特别具有启发性。例如,我最近争论到这种化学键可以理解为亚原子粒子之间相互作用的模式。⁵为了支持这一点，我申请了丹尼尔·丹尼特对真实模式的描述，它指出，如果能够比列举组成系统的所有基本实体和交互更有效地描述系统，那么系统中就存在模式。⁶因此，例如，你可以列举画布上每个点的颜色和位置来描述所描绘的图像，但事实上，你可以更简单地描述它——通过画一棵棕榈树——这告诉我们一幅画是存在的，而不仅仅是点的集合。同样，化学键也是如此，它们是真实的模式，因为它们被用来更有效地描述分子的状态，而不是参考各自亚原子粒子之间发生的每一个复杂的相互作用。

这样理解化学键有两个好处。首先，它抓住了它们的本质，同时允许不同的特征和类型来解释它们如何在特定系统或特定条件下发生。其次，它保留了债券的真实性:它们不是虚构的东西，而是作为世界上实际存在的模式而出现的。

那么，债券问题解决了吗?远非如此!每个提议都有可能遭到批评和反对。我希望阐明的不是化学键是什么，而是科学哲学如何帮助我们发现理解化学键及其潜在存在的新方法。