Отдельные мысли похожи на лучи света, но они утомляют, когда собраны в сноп.
Сколько может быть связей между двумя атомами? Атомы могут быть соединены одной простой связью в этане (CH3- СН3), двумя - в этилене (С=СН2) и тремя связями, например, в ацетилене (СН = СН), молекуле азота (N = N) и в нитрильной группе (-C=N).

Кратные связи не так уж редки и между атомами металлов, но узнали мы об этом сравнительно недавно. До 70-х годов ХХ века химики даже не подозревали о том, что возможны соединения, которые содержат фрагмент М=М (М - металл). Химикам была известна комплексная соль хлоридов цезия и рения CsClReCl3, которую изображали по правилам координационной химии: непосредственно вокруг рения, иначе говоря, в его координационной сфере, находятся четыре иона Cl-, а катион Cs+ расположен вне этой сферы Cs+(ReCl4)- (координационную сферу изображают квадратными скобками).

В 1963 году американский химик Фрэнк Альберт Коттон (Массачусетский технологический институт), изучив эту соль с помощью рентгеноструктурного анализа, установил, что истинный ее состав соответствует утроенной формуле Cs3+Re3Cl123-. Но самое главное - атомы рения расположены в вершинах треугольника и связаны между собой двойными связями.

Как же Коттон установил, что связи между атомами металла двойные? Структурные исследования показали, что расстояние Re-Re заметно меньше, чем в соединениях рения с простой связью, и короче, чем такие же расстояния между атомами в металлическом рении. Затем с помощью квантово-химических расчетов удалось определить порядок связи (ее кратность) - она оказалась равной двум. С этого соединения начался новый раздел химии, изучающий кратные связи между атомами металлов.

Затем обнаружились подобные структуры с ниобием, танталом, молибденом, вольфрамом. Конечно, эти все соединения отличаются друг от друга: в некоторых есть мостиковые лиганды - атомы, которые связаны одновременно с двумя атомами металла. Лигандами могут быть не только ионы, но и нейтральные молекулы: тетрагидрофуран (СН2)4О или этанол С2Н5ОН. Общее у всех этих молекул - двойная связь между атомами металлов. А какая же при этом у металлов степень окисления? То есть сколько электронов они отдают на образование связей?

Для того чтобы это определить, надо пересчитать количество валентных палочек, отходящих от атома (двойную связь считаем как две палочки, а пунктирные координационные связи не учитываем). Таким образом, мы получим: Re(VII), Nb(V), Ta(V), Mo(V), W(VI). Это знание оказалось важным при получении последующих соединений. Следующий шаг был совершенно логичным. Если углерод и азот образуют тройные связи, то, может быть, это возможно и для металлов? Предположение оказалось правильным, и вновь это доказал Коттон на соединениях рения.