Валентность и химическая связь являются одними из основополагающих фундаментальных понятий в современной химической науке^{489}. Их содержание неоднократно расширялось и изменялось по мере того, как экспериментальная химия находила все новые и новые классы соединений с неизвестными ранее типами взаимодействия атомов в молекуле или кристалле. В последние 50–60 лет значительные коррективы в учение о валентности и химической связи внесло развитие квантовой химии.

Учение о валентности сыграло исключительно важную роль в процессе эволюции химических знаний. Оно оказалось необходимым звеном при укреплении атомно-молекулярной теории, поскольку позволило логически связать представления о соединительных массах (эквивалентах) с причиной возникновения целых чисел в соотношении элементов, фигурировавших в законе кратных отношений Дж. Дальтона (см. т. 1, глава 8, п. 8.2–8.4). В учении о валентности нашло свое место и получило новое толкование одно из самых неясных понятий — понятие химического сродства^{490}.

Весьма серьезным образом представления о валентности сказались при разработке теории химического строения веществ А.М. Бутлерова и создании Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Именно в связи с открытием Периодического закона всю историю развития учения о валентности целесообразно разделить на три этапа^{491}. Первый из них (1850–1860 гг.) характеризуется возникновением самого понятия «валентность» и той его эволюцией, которая протекала преимущественно в русле органической химии. Второй этап продолжался свыше пятидесяти лет — с начала 70-х гг. XIX столетия и до середины 20 гг. XX в. Эта стадия эволюции учения о валентности происходила под исключительным влиянием учения о периодичности химических элементов. И наконец, третий этап — это развитие идей о валентности в русле учения о сложном строении атома на основе квантово-механических электронных теорий. Он длится, начиная с экспансии квантовой механики в область химизма (1926–1928 гг.), по настоящее время.

Поскольку представления о валентности и химической связи можно считать едва ли не центральными фундаментальными понятиями в химии, перед тем, как перейти к изложению истории их становления и эволюции, было бы уместно напомнить о разграничении этих понятий.

В настоящее время под валентностью понимают способность атома химического элемента (или атомной группы) образовывать определенное число химических связей с другими атомами (или атомными группами).

Химическая связь — сближение атомов, обусловленное взаимодействием электронных облаков связывающихся частиц, которое сопровождается уменьшением полной энергии системы и приводит к образованию молекул и кристаллов.

Как видно из этого определения, валентность определяется как формальная численная характеристика элемента, в то время как химическая связь представляет собой физико-химическое явление^{492}. Очевидно, что валентность является одним из внешних проявлений этого физико-химического явления. Таким образом, валентность отражает форму химического взаимодействия элементов, а химическая связь — его содержание. При этом необходимо подчеркнуть, что в диалектическом единстве формы и содержания (валентности и химической связи) определяющая роль, безусловно, принадлежит содержанию, т. е. химической связи.