An historical overview is given of the relevant steps that allowed the genesis of the quantum theory of the chemical bond, starting from the appearance of the new quantum mechanics and following later developments till approximately 1931. General ideas and some important details are discussed concerning molecular spectroscopy, as well as quantum computations for simple molecular systems performed within perturbative and variational approaches, for which the Born- Oppenheimer method provided a quantitative theory accounting for rotational, vibrational and electronic states. The novel concepts introduced by the Heitler-London theory, complemented by those underlying the method of the molecular orbitals, are critically analyzed along with some of their relevant applications. Further improvements in the understanding of the nature of the chemical bond are also considered, including the ideas of one-electron and three-electron bonds introduced by Pauling, as well as the generalizations of the Heitler-London theory firstly performed by Majorana, which allowed the presence of ionic structures into homopolar compounds and provided the theoretical proof of the stability of the helium molecular ion. The study of intermolecular interactions, as developed by London, is finally examined.
Alexandrow, W. (1926). The Hydrogen Molecular Ion and Undulation Mechanics. Annalen der Physik (Leipzig), 81, 603- 614.
Birge, R. T. (1926). The Structure of Molecules. Nature, 117, 300-302. http://dx.doi.org/10.1038/117300b0
Birge, R. T., & Sponer, H. (1926). The Heat of Dissociation of Non-Polar Molecules. Physical Review, 28, 259-283. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.28.259
Born, M., & Heisenberg, W. (1924). Zur Quantentheorie der Molekeln. Annalen der Physik, 379, 1-31. http://dx.doi.org/10.1002/andp.19243790902
Born, M., & Oppenheimer, R. (1927). Zur Quantentheorie der Molekeln. Annalen der Physik, 389, 457-484. http://dx.doi.org/10.1002/andp.19273892002
Burrau, Ø. (1927). Berechnung des Energiewertes des Wasserstoffmolekel-Ions im Normalzustand. Danske Videnskabernes Selskab. Mathematisk-fysiske Meddelelser, 7, 1-18.
Condon, E. U. (1926). A Theory of Intensity Distribution in Band Systems. Physical Review, 28, 1182-1201. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.28.1182
Condon, E. U. (1927a). Coupling of Electronic and Nuclear Motions in Diatomic Molecules. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 13, 462-466. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.13.6.462
Condon, E. U. (1927b). Wave Mechanics and the Normal State of the Hydrogen Molecule. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 13, 466-470. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.13.6.466
Curtis, W. E. (1928). New Regularities in the Band Spectrum of Helium. Nature, 121, 907-908. http://dx.doi.org/10.1038/121907c0
Curtis, W. E., & Harvey, A. (1929). The Structure of the Band Spectrum of Helium VI. Proceedings of the Royal Society A, 125, 484-506. http://dx.doi.org/10.1098/rspa.1929.0180
Dieke, G. H. (1929). Properties of the Terms of the Helium Molecule. Nature, 123, 716-717. http://dx.doi.org/10.1038/123716b0
Eisenschitz, R., & London, F. (1930). Uber das Verhaltnis der van der Waalsschen Krafte zu den homopolaren Bindungskraften. Zeitschrift für Physik, 60, 491-527. http://dx.doi.org/10.1007/BF01341258
Esposito, S., & Naddeo, A. (2012). Majorana Solutions to the Two-Electron Problem. Foundations of Physics, 42, 1586- 1608. http://dx.doi.org/10.1007/s10701-012-9685-1
Esposito, S., & Naddeo, A. (2013). Majorana, Pauling and the Quantum Theory of the Chemical Bond. arXiv:1306.6153[physics.hist-ph]
Finkelstein, B. N., & Horowitz, G. E. (1928). Uber die Energie des He-Atoms und des positiven H2-Ions im Normalzustande. Zeitschrift für Physik, 48, 118-122. http://dx.doi.org/10.1007/BF01351582
Franck, J. (1925). Elementary Processes of Photochemical Reactions. Transactions of the Faraday Society, 21, 536-542. http://dx.doi.org/10.1039/tf9262100536
Frankland, E. (1866). Contributions to the Notation of Organic and Inorganic Compounds. Journal of the Chemical Society, 19, 372-395. http://dx.doi.org/10.1039/js8661900372
Fues, E. (1926a). Das Eigenschwingungsspektrum zweiatomiger Molekule in der Undulationsmechanik. Annalen der Physik, 385, 367-396. http://dx.doi.org/10.1002/andp.19263851204
Fues, E. (1926b). Zur Intensitat der Bandenlinien und des Affinitatsspektrums zweiatomiger Molekule. Annalen der Physik, 386, 281-313. http://dx.doi.org/10.1002/andp.19263861905
Fues, E. (1927). Lebensdauern aus Resonanzerscheinungen. Zeitschrift für Physik, 43, 726-740. http://dx.doi.org/10.1007/BF01397333
Gentile, G. (1930). Wechselwirkung zwischen einem H- und einem He-Atom und zwischen zwei He-Atomen. Zeitschrift für Physik, 63, 795-802. http://dx.doi.org/10.1007/BF01339276
Guillemin, V., & Zener, C. (1928). Hydrogen Ion Wave Function. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 15, 314-318. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.15.4.314
Gurney, R. W., & Condon, E. U. (1928). Quantum Mechanics and Radioactive Disintegration. Nature, 122, 439-440. http://dx.doi.org/10.1038/122439a0
Gurney, R. W., & Condon, E. U. (1929). Quantum Mechanics and Radioactive Disintegration. Physical Review, 33, 127-140. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.33.127
Heisenberg, W. (1926a). Mehrkorperprobleme und Resonanz in der Quantenmechanik I. Zeitschrift für Physik, 38, 411-426. http://dx.doi.org/10.1007/BF01397160
Heisenberg, W. (1926b). über die Spektra von Atomsystemen mit zwei Elektronen. Zeitschrift für Physik, 39, 499-518. http://dx.doi.org/10.1007/BF01322090
Heisenberg, W. (1927). Mehrkorperprobleme und Resonanz in der Quantenmechanik II. Zeitschrift für Physik, 41, 239-267. http://dx.doi.org/10.1007/BF01391241
Heitler, W. (1928a). Störungsenergie und Austausch beim Mehrkörperproblem. Zeitschrift für Physik, 46, 47-72. http://dx.doi.org/10.1007/BF02055757
Heitler, W. (1928b). Zur Gruppentheorie der homöopolaren chemischen Bindung. Zeitschrift für Physik, 47, 835-858. http://dx.doi.org/10.1007/BF01328643
Heitler, W. (1928c). Zur Gruppentheorie der Wechselwirkung von Atomen. Zeitschrift für Physik, 51, 805-816. http://dx.doi.org/10.1007/BF01400241
Heitler, W. (1930). Der gegenwartige Stand der quantenmechanischen Theorie der homopolaren Bindung. Physikaliske Zeitschrift, 5, 185-204.
Heitler, W., & London, F. (1927). Wechselwirkung neutraler Atome und homopolare Bindung nach der Quantenmechanik. Zeitschrift für Physik, 44, 455-472. http://dx.doi.org/10.1007/BF01397394
Henri, V., & Treves, M. (1924). Absorption Spectrum and Constitution of Sulfur Vapor. Predissociation of Molecules. Nature, 114, 894-895. http://dx.doi.org/10.1038/114894a0
Henri, V., & Wurmser, R. (1927). Le mécanisme élémentaire des actions photochimiques. Journal de Physique et le Radium, 8, 289-310. http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0192700807028900
Herzberg, G. (1928). über die Struktur der negativen Stickstoffbanden. Annalen der Physik, 391, 189-213. http://dx.doi.org/10.1002/andp.19283911002
Herzberg, G. (1929). Zum Aufbau der zweiatomigen Moleküle. Zeitschrift für Physik, 57, 601-630. http://dx.doi.org/10.1007/BF01343078
Hill, E., & van Vleck, J. H. (1928). On the Quantum Mechanics of the Rotational Distortion of Multiplets in Molecular Spectra. Physical Review, 32, 250-272. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.32.250
Huckel, E. (1930). Zur Quantentheorie der Doppelbindung. Zeitschrift für Physik, 60, 423-456. http://dx.doi.org/10.1007/BF01341254
Hulthen, E. (1925). Untersuchung über das Bandenspektrum des Quecksilbers. Zeitschrift für Physik, 32, 32-55. http://dx.doi.org/10.1007/BF01331647
Hulthen, E. (1927). über nicht kombinierende Teilsysteme in den Banden-Spektren. Zeitschrift für Physik, 46, 349-353. http://dx.doi.org/10.1007/BF01390559
Hulthen, E. (1928). Neuere Untersuchungen iiber das Bandenspektrum des Quecksilberhydrids. Zeitschrift für Physik, 50, 319-335. http://dx.doi.org/10.1007/BF01347511
Hund, F. (1926). Zur Deutung einiger Erscheinungen in den Molekelspektren. Zeitschrift für Physik, 36, 657-674. http://dx.doi.org/10.1007/BF01400155
Hund, F. (1927a). Zur Deutung der Molekelspektren I. Zeitschrift für Physik, 40, 742-764. http://dx.doi.org/10.1007/BF01400234
Hund, F. (1927b). Symmetriecharaktere von Termen bei Systemen mit gleichen Partikeln in der Quantenmechanik. Zeitschrift für Physik, 43, 788-804. http://dx.doi.org/10.1007/BF01397248
Hund, F. (1928). Zur Deutung der Molekelspektren IV. Zeitschrift für Physik, 51, 759-795. http://dx.doi.org/10.1007/BF01400239
Hund, F. (1930). Zur Deutung der Molekelspektren V. Zeitschrift für Physik, 63, 719-751. http://dx.doi.org/10.1007/BF01339271
Hylleraas, E. A. (1931). über die Elektronenterme des Wasserstoffmoleküls. Zeitschrift für Physik, 71, 739-763. http://dx.doi.org/10.1007/BF01344443
Kellner, G. W. (1927). Die Ionisierungsspannung des Heliums nach der Schrödingerschen Theorie. Zeitschrift für Physik, 44, 91-109. http://dx.doi.org/10.1007/BF01391720
Kramers, H. A. (1923). über die Quantelung rotierender Moleküle. Zeitschrift für Physik, 13, 343-350. http://dx.doi.org/10.1007/BF01328225
Kramers, H. A. (1929a). Zur Struktur der Multiplett-S-Zustände in zweiatomigen Molekülen I. Zeitschrift für Physik, 53, 422-428. http://dx.doi.org/10.1007/BF01347762
Kramers, H. A. (1929b). Zur Struktur der Multiplett-S-Zustände in zweiatomigen Molekülen II. Zeitschrift für Physik, 53, 429-438. http://dx.doi.org/10.1007/BF01347763
Kramers, H. A., & Pauli, W. (1923). Zur Theorie der Bandenspektren. Zeitschrift für Physik, 13, 351-367. http://dx.doi.org/10.1007/BF01328226
Kratzer, A. (1920). Die ultraroten Rotationsspektren der Halogenwasserstoffe. Zeitschrift für Physik, 3, 289-307. http://dx.doi.org/10.1007/BF01327754
Kratzer, A. (1925). Die Gesetzmassigkeiten in den Bandenspektren. Encyklopadie der Mathematischen Wissenschaften, Band V, 3, 821-859.
Kronig, R. de L. (1928). Zur Deutung der Bandenspektren. Zeitschrift für Physik, 46, 814-825. http://dx.doi.org/10.1007/BF01391018
Kronig, R. de L. (1930). über den spontanen Zerfall zweiatomiger Moleküle. Zeitschrift für Physik, 62, 300-310. http://dx.doi.org/10.1007/BF01336694
Lennard-Jones, J. E. (1929). The Electronic Structure of Some Diatomic Molecules. Transactions of the Faraday Society, 25, 668-686. http://dx.doi.org/10.1039/tf9292500668
Lewis, G. N. (1916). The Atom and the Molecule. Journal of the American Chemical Society, 38, 762-785. http://dx.doi.org/10.1021/ja02261a002
London, F. (1928a). Zur Quantentheorie der homoopolaren Valenzzahlen. Zeitschrift für Physik, 46, 455-477. http://dx.doi.org/10.1007/BF01390729
London, F. (1928b). Zur Quantentheorie der homoopolaren Valenzchemie. Zeitschrift für Physik, 50, 24-51. http://dx.doi.org/10.1007/BF01328590
London, F. (1930a). Zur Theorie und Systematik der Molekularkrafte. Zeitschrift für Physik, 63, 245-279. http://dx.doi.org/10.1007/BF01421741
London, F. (1930b). über einige Eigenschaften und Anwendungen der Molekularkräfte. Zeitschrift fur Physikalische Chemie B, 11, 222-251.
Majorana, E. (1931a). Reazione Pseudopolare tra Atomi di Idrogeno. Rendiconti Accademia dei Lincei, 13, 58-61. Re- produced and Translated (2006) In G. F. Bassani (Ed.), Ettore Majorana: Scientific Papers (SIF, Bologna) (pp. 77-88). Berlin: Springer.
Majorana, E. (1931b). Sulla Formazione dello Ione Molecolare di Elio. Il Nuovo Cimento, 8, 22-28. Reproduced and Translated (2006) In G. F. Bassani (Ed.), Ettore Majorana: Scientific Papers (SIF, Bologna) (pp. 39-57). Berlin: Springer.
Mecke, R. (1924). Zur Systematik der Bandenspektra. Zeitschrift für Physik, 28, 261-277. http://dx.doi.org/10.1007/BF01327183
Mecke, R. (1925a). Zum Nachweis des Verschiebungssatzes bei Bandenspektra. Naturwissenschaften, 13, 698-699. http://dx.doi.org/10.1007/BF01558845
Mecke, R. (1925b). Zum Wesen der Dublettstruktur einer Klasse von Bandenspektren. Naturwissenschaften, 13, 755-756. http://dx.doi.org/10.1007/BF01559002
Mehra, J., & Rechenberg, H. (1982). The Historical Development of Quantum Theory. 6 Volumes, New York: Springer. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4612-5783-7
Morse, P. M. (1929). Diatomic Molecules According to the Wave Mechanics II. Physical Review, 34, 57-64. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.34.57
Morse, P. M., & Stueckelberg, E. C. G. (1929). Diatomic Molecules According to the Wave Mechanics I. Physical Review, 33, 932-947. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.33.932
Mulliken, R. S. (1925). On a Class of One-Valence-Electron Emitters of Band Spectra. Physical Review, 26, 561-572. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.26.561
Mulliken, R. S. (1928a). The Assignment of Quantum Numbers for Electrons in Molecules I. Physical Review, 32, 186-222. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.32.186
Mulliken, R. S. (1928b). The Assignment of Quantum Numbers for Electrons in Molecules II. Physical Review, 32, 761-782. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.32.761
Mulliken, R. S. (1928c). Interpretation of the Atmospheric Absorption Bands of Oxygen. Physical Review, 32, 880-887. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.32.880
Mulliken, R. S. (1929). The Assignment of Quantum Numbers for Electrons in Molecules III. Physical Review, 33, 730-747. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.33.730
Mulliken, R. S. (1932a). The Interpretation of Band Spectra III. Reviews of Modern Physics, 4, 1-86. http://dx.doi.org/10.1103/RevModPhys.4.1
Mulliken, R. S. (1932b). Electronic Structures of Polyatomic Molecules and Valence II. Physical Review, 41, 49-71. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.41.49
Oppenheimer, J. R. (1927). Zur Quantentheorie kontinuierlicher Spektren. Zeitschrift für Physik, 41, 268-293. http://dx.doi.org/10.1007/BF01391242
Pauli, W. (1925). über den Zusammenhang des Abschlusses der Elektronengruppen im Atom mit der Komplexstruktur der Spektren. Zeitschrift für Physik, 31, 765-783. http://dx.doi.org/10.1007/BF02980631
Pauling, L. (1928). The Application of the Quantum Mechanics to the Structure of the Hydrogen Molecule and Hydrogen Molecule-Ion and to Related Problems. Chemical Reviews, 5, 173-213. http://dx.doi.org/10.1021/cr60018a003
Pauling, L. (1931a). The Nature of the Chemical Bond. Journal of the American Chemical Society, 53, 1367-1400. http://dx.doi.org/10.1021/ja01355a027
Pauling, L. (1931b). The Nature of the Chemical Bond II. Journal of the American Chemical Society, 53, 3225-3237. http://dx.doi.org/10.1021/ja01360a004
Pauling, L. (1933). The Normal State of the Helium Molecule-Ions He2+ and He2++. Journal of Chemical Physics, 1, 56-59. http://dx.doi.org/10.1063/1.1749219
Pauling, L., & Wilson, E. B. (1935). Introduction to Quantum Mechanics with Applications to Chemistry. New York: McGraw-Hill.
Slater, J. C. (1931a). Directed Valence in Polyatomic Molecules. Physical Review, 37, 481-489. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.37.481
Slater, J. C. (1931b). Molecular Energy Levels and Valence Bonds. Physical Review, 38, 1109-1144. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.38.1109
Sugiura, Y. (1927). über die Eigenschaften des Wasserstoffmolekuls im Grundzustande. Zeitschrift für Physik, 45, 484-492. http://dx.doi.org/10.1007/BF01329207
Teller, E. (1930). über das Wasserstoffmolekulion. Zeitschrift für Physik, 61, 458-480. http://dx.doi.org/10.1007/BF01330302
Unsöld, A. (1927). Quantentheorie des Wasserstoffmoleküls und der Born-Landéschen Abstoβung skräfte. Zeitschrift für Physik, 43, 563-574. http://dx.doi.org/10.1007/BF01397633
van Vleck, J. H. (1929). The New Quantum Mechanics. Chemical Reviews, 5, 467-507. http://dx.doi.org/10.1021/cr60020a006
van Vleck, J. H., & Sherman, A. (1935). The Quantum Theory of Valence. Reviews of Modern Physics, 7, 167-228. http://dx.doi.org/10.1103/RevModPhys.7.167
Wang, S. C. (1928a). The Problem of the Normal Hydrogen Molecule in the New Quantum Mechanics. Physical Review, 31, 579-586. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.31.579
Weizel, W. (1928a). über das Bandenspektrum des Heliums. Zeitschrift für Physik, 51, 328-340. http://dx.doi.org/10.1007/BF01338315
Weizel, W. (1928b). Entkopplung des Elektronenbahndrehimpulses von der Molekülachse durch die Rotation bei He2. Zeitschrift für Physik, 52, 175-196. http://dx.doi.org/10.1007/BF01342394
Weizel, W. (1929a). Analyse des Bandenspektrums des Heliums. Zeitschrift für Physik, 54, 321-340. http://dx.doi.org/10.1007/BF01375455
Weizel, W. (1929b). Aufbau der Molekulzustande aus Atomzustanden und Dissoziation in Diese. Zeitschrift für Physik, 59, 320-332. http://dx.doi.org/10.1007/BF01339907
Weizel, W. (1930). Molekülzustände des Wasserstoffs mit zwei angeregten Elektronen. Zeitschrift für Physik, 65, 456-463. http://dx.doi.org/10.1007/BF01397043
Wentzel, G. (1927). über strahlungslose Quantensprünge. Zeitschrift für Physik, 43, 524-530. http://dx.doi.org/10.1007/BF01397631
Wigner, E., & Witmer, E. E. (1928). Uber die Struktur der zweiatomigen Molekelspektren nach der Quantentnechanik. Zeitschrift für Physik, 51, 859-886. http://dx.doi.org/10.1007/BF01400247
Wilson, A. H. (1928). The Ionised Hydrogen Molecule. Proceedings of Royal Society A, 118, 635-647. http://dx.doi.org/10.1098/rspa.1928.0073