Кубический атом был ранней атомной моделью, в которой электроны располагались в восьми углах куба неполярного атома или молекулы. Эта теория была разработана в 1902 году Гилбертом Н. Льюисом и опубликована в 1916 году в статье «Атом и молекула» и использована для объяснения явления валентности . [1] Теория Льюиса была основана на правиле Абегга . В 1919 году он был развит Ирвингом Ленгмюром как кубический октетный атом . [2] На рисунке ниже показаны структурные представления элементов второй строки таблицы Менделеева .
Хотя от кубической модели атома вскоре отказались в пользу квантово-механической модели, основанной на уравнении Шредингера , и поэтому теперь она представляет преимущественно исторический интерес, она представляет собой важный шаг на пути к пониманию химической связи. Статья Льюиса 1916 года также представила концепцию электронной пары в ковалентной связи , правило октетов и ныне называемую структуру Льюиса .
Одиночные ковалентные связи образуются, когда два атома имеют общий край, как в структуре C ниже. Это приводит к совместному использованию двух электронов. Ионные связи образуются путем переноса электрона из одного куба в другой без разделения ребра (структура А ). Промежуточное состояние, в котором общий только один угол (структура B ), также было постулировано Льюисом.
Двойные связи образуются за счет общей грани между двумя кубическими атомами. Это приводит к разделению четырех электронов:
Тройные связи не могли быть учтены моделью кубического атома, потому что не существует способа, чтобы два куба имели три параллельных ребра. Льюис предположил, что электронные пары в атомных связях обладают особым притяжением, в результате чего образуется тетраэдрическая структура, как на рисунке ниже (новое расположение электронов показано пунктирными кружками в середине толстых ребер). Это позволяет образовывать одинарную связь за счет общего угла, двойную связь за счет общего края и тройную связь за счет общей грани. Это также объясняет свободное вращение вокруг одинарных связей и тетраэдрическую геометрию метана.
