電気化学的二元論

電気化学的二元論：物質結合の初期理論

電気化学的二元論は、全ての物質が正と負の電気を帯びた部分の結合によって構成されているとする、19世紀初頭に提唱された化学結合に関する理論です。この理論は、物質の性質を電気的な性質と密接に結びつけて説明しようとする試みでした。

理論の起源と発展

1800年の水の電気分解による水素と酸素の生成という発見は、この理論の端緒となりました。ハンフリー・デービーは、この電気分解の手法を様々な物質に適用し、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの単離に成功しました。これらの実験結果から、デービーは原子間の結合力が電気力であると提唱しました。

イェンス・ベルセリウスは、塩の水溶液の電気分解研究を通じて、元素を陽性と陰性という電気的極性で分類し、その強さを序列で表す尺度を考案しました。これは現在のイオン化傾向の概念の原型と言えるでしょう。彼は、元素間の結合の強さは、電荷の大きさだけでなく、分極のしやすさにも依存すると考えました。

例えば、金属酸化物の硫黄による還元反応において、硫黄は全体としては負電荷を帯びていますが、金属よりも分極しやすい正電荷も持っているため、酸素の負電荷と効率的に結合し、還元反応を起こすと説明しました。

ベルセリウスは、有機化合物についても、炭素や水素が陽性の複合体を形成し、陰性の酸素と結合して含酸素有機化合物が生成すると考えました。しかし、無機化合物と異なり、有機化合物の極性は複合体の種類によって大きく変化し、単純に定めることは不可能だと認識していました。

彼の理論は、当時知られていた多くの化学反応を包括的に説明できるため、広く受け入れられました。1811年の最初の発表から、1819年の体系的な発表に至るまで、この理論は化学界に大きな影響を与えました。

エテリン説と根の説

1820年代以降、有機化合物の研究が盛んになると、電気化学的二元論に反する現象が発見されるようになりました。アンドレ・デュマはエタノールとその誘導体の研究から、エテリン（現在のエチレン）のような陽性塩基と水のような陰性酸の複合体として捉える方が都合が良いと考える「エテリン説」を提唱しました。

一方、フリードリヒ・ヴェーラーとユストゥス・フォン・リービッヒは、安息香酸誘導体の研究から、反応で変化しない部分（ベンゾイル根）の存在を発見しました。その後、エタノール誘導体にも反応で変化しない部分（エチル根）があることが発見され、「根の説」が生まれました。ベルセリウスは、自身の理論に基づき、根の説を支持しました。

理論の破綻と一元論への移行

デュマは、ハロゲン置換反応の実験結果から、エテリン説、ひいては電気化学的二元論と矛盾する結論を得ました。彼の弟子であるオーギュスト・ローランは、ナフタレンのハロゲン置換研究から、分子の骨格部分（核）の水素がハロゲンに置換されても物質の性質に大きな影響を与えないとする「核の説」を発表しました。

デュマは酢酸の塩素化によるトリクロロ酢酸の生成、そしてトリクロロ酢酸の還元による酢酸への変換実験などを通して、電気化学的二元論の限界を認識し、一元論に基づく型の説を提唱しました。これらの実験結果や新たな理論によって、電気化学的二元論は次第に支持を失っていきました。ベルセリウス自身も理論を修正しようと試みましたが、陽性と陰性という単純な二元論の枠組みは崩壊し、最終的に原子価説へと繋がる一元論が定着しました。

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