## ポーリングの化学結合論の光と影
###
光
ポーリングの化学結合論は、20世紀前半の化学に革命をもたらし、現代化学の基礎を築いた重要な理論です。その輝かしい功績は、主に以下の3点に集約されます。
1. **量子力学を化学に応用**: ポーリングは、当時まだ発展途上であった量子力学を化学、特に化学結合の理解に適用した先駆者でした。複雑な数学を用いず、電子の対形成、混成軌道、共鳴などの概念を導入することで、分子の構造や性質を直感的に理解することを可能にしました。これは、それまで経験則に基づいていた化学結合論に、理論的な裏付けを与える画期的な出来事でした。
2. **幅広い現象を説明**: ポーリングの理論は、結合距離、結合角、結合エネルギー、分子の極性など、様々な実験事実を矛盾なく説明することに成功しました。さらに、それまで説明が困難であった錯体化合物における結合についても、配位結合や結晶場理論を用いることで、統一的に理解できることを示しました。
3. **化学の体系化に貢献**: ポーリングの結合論は、無機化学、有機化学、生化学など、化学の広範な分野にわたって適用され、それぞれの分野の発展に大きく貢献しました。彼の提唱した概念や理論は、教科書に取り入れられ、世界中の化学者に受け入れられることで、現代化学の共通言語としての地位を確立しました。
###
影
ポーリングの化学結合論は、画期的な理論であった一方で、限界も存在しました。
1. **数学的な厳密さの欠如**: ポーリングは、量子力学を化学に応用する際に、複雑な計算を避け、直感的な理解を重視しました。これは、化学者が容易に理解できる理論体系を構築する上で功を奏しましたが、一方で、理論の厳密さを犠牲にすることにもつながりました。そのため、より高度な計算化学の手法が発達すると、ポーリングの理論では説明できない現象も明らかになってきました。
2. **適用範囲の限界**: ポーリングの化学結合論は、主に原子番号の小さい元素からなる分子に有効な理論です。原子番号が大きくなるにつれて、相対論効果が無視できなくなり、ポーリングの理論では正確な予測が困難になります。また、金属結合や超分子などの複雑な化学結合系に対しても、その適用範囲は限定的です。
3. **新たな理論の登場**: 近年、密度汎関数理論などの新しい計算化学的手法が発展し、従来の化学結合論では困難であった複雑な分子の性質や反応を、高い精度で予測することが可能になりつつあります。これらの新しい理論は、ポーリングの化学結合論を補完し、さらに発展させるものとして期待されています。