ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Возникновение и развитие теории химического строения из "Теоретические основы органической химии" К середине прошлого века в органической химии был накоплен огромный фактический материал. Вопросам же теории уделялось очень мало внимания, а существовавшие теоретические представления были односторонними, неспособными объяснить многие известные, а тем более предсказать новые факты и явления. Отставание теории стало тормозом развития- науки. [c.5] Настроения, распространенные в то время среди химиков, образно выразил Велер. Он писал Органическая химия может в настоящее время кого угодно свести с ума. Она представляется мне дремучим лесом, полным чудесных вещей, огромной чащей без выхода, без конца, куда не осмеливаешься проникнуть . [c.5] Насущные задачи органической химии требовали неотложного разрешения основного вопроса являются ли молекулы беспорядочным нагромождением атомов, удерживаемых силами притяжения, или же молекулы представляют собой частицы с определенной архитектурой, с определенным строением, которое можно установить, исследуя свойства вещества. Теория типов Жерара, которую с теми или иными оговорками признавало большинство химиков, принципиально отказывалась решать вопрос о строении молекул, по существу объявляя последнее непознаваемой вещью в себе . Между тем в органической химии к 60-м годам уже накопились факты и обобщения, которые люгли служить основой для решения вопроса о строении молекул. Так, например, на основании эксперимента теорией радикалов было твердо установлено, что при химических реакциях некоторые группы атомов в неизмененном виде переходят из молекулы исходного вещества в молекулу образующегося соединения. С другой стороны, теория типов внесла значительный вклад в изучение наиболее изменяющихся частей молекул и в некоторой степени объяснила причины этих изменений. Очень важным открытием явилось открытие Э. Франкландом (1825— 1899) валентности элементов. [c.5] После этого открытия стало ясно, что атомы могут соединяться в молекулы только в отношениях, определяемых валентностью атомов. В частности, А. Кекуле (1829—1896) установил, что углерод четырехвалентен (1857). [c.6] Открытие валентности непосредственно подводило к мысли, что молекулы имеют определенное строение. Оставался неясным вопрос, как определить строение молекул. [c.6] Жерар (1816—1856), основатель теории типов, а также его последователи считали, что структура молекул не может быть установлена путем изучения реакций вещества, так как молекула в реакции изменяется, становится иной. По их мнению, изучая химические свойства вещества, можно установить только его прошлое и будущее, но не настоящее . Правда, они допускали, что физические методы исследования в будущем дадут возможность определять строение молекул. Однако в то время физические методы исследований были крайне слабо развиты, и подобная постановка вопроса была равносильна отказу от исследования структуры молекул. [c.6] Новая эпоха в органической химии наступила с возникновением теории химического строения, главная роль в создании и обосновании которой принадлежит знаменитому русскому ученому Александру Михайловичу Бутлерову (1828—1886). [c.6] Бутлеров выступил против положения теории типов о невозможности установления строения молекул химическим путем он показал, что в молекуле имеется определенная последовательность химической связи атомов (химическое строение). Далее Бутлеров доказал, что строение молекулы можно установить, исследуя химические свойства вещества и, наоборот, зная строение, можно предсказать многие свойства соединения. Бутлеров не только обосновал это положение уже имевшимся фактическим материалом, но и предсказал на его основе возможность существования новых веществ, которые впоследствии были открыты им и другими химиками. [c.6] Центральным пунктом теории Бутлерова является идея о порядке химического взаимодействия атомов в молекуле. Этот порядок химического взаимодействия не включает представления о механизме химической связи и физическом расположении атомов. Эта важная особенность теории химического строения позволяет всегда опираться на нее при построении физической модели молекулы. [c.7] Таким ооразом, А. м. Бутлеров был первым, кто установил, что каждая молекула имеет определенное химическое строение, что строение определяет свойства вещ,ества и что, изучая химические превращения вещества, можно установить его строение. [c.7] Взгляды А. М. Бутлерова на значение химических структурных формул вытекают из основных положений его теории. Бутлеров считал, что эти формулы должны быть не типическими , реакционными , а рациональными. В этом смысле для каждого вещества возможна лищь одна рациональная формула, на основании которой можно судить о химических свойствах. [c.7] Однако же, при недостаточно определенном понимании, иной способ писания может повести к недоумениям [3]. [c.7] С возникновением теории химического строения органическая химия вышла из лабиринта типических формул были показаны пути к познанию внутреннего строения молекул появилась теоретическая основа для понимания химических процессов, для предсказания новых путей синтеза органических соединений. С самого момента своего зоз-никновения теория химического строения дала возможность химикам проводить экспериментальные исследования направленно, целеустремленно. [c.7] Замечательным успехом теории химического строения явилось объяснение явления изомерии, открытого в первой четверти прошлого столетия. [c.7] Этот замечательный факт лишь недолго оставался единичным вскоре были обнаружены многие другие вещества, обладающие одинаковым составом, но разными свойствами. Открытое явление с 1830 г., по предложению И. Берцелиуса (1799—1848), стали называть изомерией (от Греч, составленный из одинаковых частей ), а вещества, у которых наблюдается это явление, — изомерами. [c.8] Попытки объяснить изомерию теорией радикалов и теорией типов были односторонними (как и сами эти теории), а потому не давали удовлетворительных результатов. Фактически в течение почти четырех десятилетий явление изомерии не находило теоретического объяснения. [c.8] Такое объяснение стало возможным только после создания теории химического строения, согласно которой природа вещества определяется не только характером и числом атомов, входящих в состав молекулы, яо и ее структурой, химическим строением. Отсюда с несомненной очевидностью вытекает возможность существования веществ, имеющих одинаковый состав и молекулярный вес и тем не менее совершенно различных вследствие неодинакового химического строения. Таким образом, различие в химическом строении явилось естественным и простым объяснением явления изомерии. [c.8] Следует отметить, что А. М. Бутлеров открыл и впервые объяски.г также явление динамической изомерии, заключающееся в том, что два или несколько изомеров в определенных условиях легко переходят друг в друга (явление это в настоящее время носит название таутомерии). [c.8] Проблема изомерии явилась серьезным испытанием для молодой теории химического строения и была ею блестяще решена. [c.8] Вернуться к основной статье