อะตอมทรงลูกบาศก์เป็น แบบจำลอง อะตอมยุค แรกๆ ที่อิเล็กตรอนวางตัวอยู่ที่มุมทั้งแปดของลูกบาศก์ในอะตอมหรือโมเลกุลที่ไม่เป็นขั้ว ทฤษฎีนี้ได้รับการพัฒนาในปี 1902 โดยGilbert N. Lewisและตีพิมพ์ในปี 1916 ในบทความ "The Atom and the Molecule" และใช้เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ของวาเลนซี^{[ 1 ]} ทฤษฎีของ Lewis อิงตามกฎของ Abeggได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมในปี 1919 โดยIrving Langmuirเป็นอะตอมทรงลูกบาศก์อ็อกเทต [ ^{2 ] รูป}ด้านล่างแสดงโครงสร้างแทนของธาตุในแถวที่สองของตาราง ธาตุ

แม้ว่าแบบจำลองอะตอมทรงลูกบาศก์จะถูกละทิ้งในเวลาต่อมาและหันมาใช้ แบบจำลอง กลศาสตร์ควอนตัม ที่ อิงตามสมการชโรดิงเกอร์แทนดังนั้นในปัจจุบันจึงมีความสำคัญในเชิงประวัติศาสตร์เป็นหลัก แต่บทความของลูอิสในปี 1916 ก็ถือเป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจพันธะเคมี นอกจากนี้ บทความดังกล่าวยังได้นำเสนอแนวคิดเรื่องคู่ของอิเล็กตรอนในพันธะโคเวเลนต์กฎออกเตตและโครงสร้างลูอิส ที่เรียกกันในปัจจุบัน ด้วย

พันธะโคเวเลนต์เดี่ยวเกิดขึ้นเมื่ออะตอมสองอะตอมใช้ขอบร่วมกัน ดังเช่นในโครงสร้างCด้านล่าง ซึ่งส่งผลให้มีการแบ่งปันอิเล็กตรอนสองตัว พันธะไอออนิกเกิดขึ้นจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากลูกบาศก์หนึ่งไปยังอีกลูกบาศก์หนึ่งโดยไม่ใช้ขอบร่วมกัน (โครงสร้างA ) ลูอิสยังได้เสนอสมมติฐานเกี่ยวกับสถานะกลางที่ใช้มุมร่วมกันเพียงมุมเดียว (โครงสร้างB ) ด้วย

พันธะคู่เกิดขึ้นจากการที่อะตอมทรงลูกบาศก์สองอะตอมใช้หน้าร่วมกัน ส่งผลให้มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันสี่ตัว:

พันธะสามไม่สามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองอะตอมทรงลูกบาศก์ เพราะไม่มีทางที่ลูกบาศก์สองลูกจะใช้ขอบขนานกันสามด้านร่วมกันได้ ลูอิสเสนอว่าอิเล็กตรอนคู่ในพันธะอะตอมมีแรงดึงดูดพิเศษ ซึ่งส่งผลให้เกิดโครงสร้างทรงสี่หน้า ดังแสดงในรูปด้านล่าง (ตำแหน่งใหม่ของอิเล็กตรอนแสดงด้วยวงกลมจุดไข่ปลาตรงกลางขอบหนา) สิ่งนี้ช่วยให้เกิดพันธะเดี่ยวโดยการใช้มุมร่วมกัน พันธะคู่โดยการใช้ขอบร่วมกัน และพันธะสามโดยการใช้หน้าร่วมกัน นอกจากนี้ยังอธิบายถึงการหมุนอย่างอิสระรอบพันธะเดี่ยวและรูปทรงเรขาคณิตทรงสี่หน้าของมีเทนด้วย

• ประวัติศาสตร์ของทฤษฎีโมเลกุล