ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подтверждение и развитие теории строения из "История органической химии" Доклад Бутлерова казалось бы не получил резонанса, тем не меиее вскоре его теория химического строения нашла почти всеобщее признание. Этим она обязана в первую очередь опять-таки Бутлерову и его школе. Бутлерову, опираясь иа свою теорию, удалось почти полностью решить проблему изомерии, предсказать и получить соединения, которые не могла предвидеть ни одна прежняя теория, систематизировать и изложить в своем курсе органической химии обищрный фактический материал. В то же время Бутлеров, а особенно его ученики и последователи Марковников и Попов внесли большой вклад в структурную теорию, разработав ту ее часть, которая получила название учения о взаимном влиянии атомов. [c.34] Ответ на вопрос о причше изомерии вытекает автоматически из основного положения теории химического строения. В самом деле, если вещества с одинаковым элементным составом обладают тем не менее различными свойствами, то, следовательно, они имеют различное химическое строение. Так и объяснил Бутлеров в большой статье 1863 г. [24, с. 100—124] ьшогочисленные случаи позиционной изомерии, представлявшейся загадочной для химиков того времени, в том числе Кекуле и Кольбе, взгляды которых Бутлеров подробно и критически рассматривает в той же статье. Правда, вначале, в 1862 г. особенно, Бутлеров допускал еще одну причину изомерии — упомянутое выше изначальное различие единиц сродства. [c.35] Поясняя именно эту гипотезу, Бутлеров в 1862 г. предложил тетраэдрическую модель для атома углерода. Однако опыты, поставленные в лаборатории самого Бутлерова, а также работы других химиков, показавших ошибочность фактов, вызвавших в свет эту гипотезу (Шорлеммер в 1864 г. неожиданно для самого себя обнаружил, что изомерия двух этанов, водородистого этила , и диметила — фикция), привели к тому, что Бутлеров уже в статье об изомерии выступает ее решительным противником. [c.35] На естественный вопрос, почему же вещества с различным химическим строением обладают разными свойствами, Бутлеров отвечал ссылкой на существование взаимного влияния атомов или, если придерживаться терминологии того времени, на то, что химическое значение атомов одного и того же элемента в молекуле обусловливается природой других атомов, соединенных с ним прямо или посредственно , т. е. через другие атомы. Впоследствии Марковников, имея в виду предельные соединения, уточнил, что такого рода влияние быстро затухает но цепи химического действия , т. е. вдоль цепи химических связей. Марковникову же принадлежат и многочисленные эмпирические правила о зависимости химических свойств молекул от их строения. [c.35] В учебниках обычно упоминают только одно правило Марковникова — о присоединевзш молекул галогеноводородных кислот по двойной связи к непредельным соединениям таким образом, что галоген образует связь с менее гидрогенезированным углеродным атомом однако у Марковникова есть правила, относящиеся и к реакциям замещения, отщепления, расщепления и даже изомеризации. Например, реакцию изомеризации первичных гидрокси-и галогенопроизводных во вторичные Марковников объяснял отщеплением, а затем присоединением в обрашом порядке по двойной связи элементов воды и галогеноводородной кислоты [32, гл. V]. [c.35] Бутлеров впервые экспериментально открыл существование скелетной изомерии и в следующем 1864 г. предсказывает скелетную изомерию в ряду предельных углеводородов, а в 1866 г. получает изобутан — первый представитель класса углеводородов с разветвленной цепью. [c.36] Годом ранее Кекуле распространяет с большим успехом теорию химического строения на ароматические соединения. Сам Кекуле двадцать пять лет спустя рассказал о том, что циклическая формула бензола пришла ему в голову, когда он задремал перед камином и увидел, как танцевавшие перед глазами атомы образовали цепочку и затем кольцо наподобие змеи, кусающей свой хвост, но скорее всего у Кекуле всплыла в памяти формула бензола и его производных в упомянутой выше работе Лошмидта, с которой Кекуле был знаком [21, гл. 9]. [c.36] Очевидно, что эти формулы построены аналогично формулам Кекуле, предложенным в 1858 г. [c.36] Другие попытки сохранить в циклической формуле бензола че-тырехвалентность атомов углерода и равноценность этих атомов и углерод-углеродных связей выразили формула Клауса (1867) с перекрещивающимися связями и родственная ей призматическая формула Ладенбурга, а также центрические формулы Л. Мейера (1872), Армстронга (1887) и Байера (1889). Дальнейшая проверка обнаружила неудовлетворительность всех этих формул, хотя формула Кекуле с чередующимися связями оказалась наиболее удобной в изобразительном отношении. Окончательное решение вопроса о строении бензола и относительно правильного изображения его структурной формулой было дано только квантовой химией [33]. [c.37] Общепринятые ныне формулы СН = СНг и СН = СН были предложены впервые Эрленмейром в 1865 г. Однако в середине 60-х годов XIX в. не было еще уверенности в правильности таких формул. Наряду с гипотезой кратных связей для объяснения непредельных соединений принимали гипотезу существования двух-и трехвалентного углерода или даже свободных единиц сродства. Постепенно две последние гипотезы отпали. Установленное в 1869 г. Марковниковым правило, согласно которому элементы воды и галогеноводородных кислот отщепляются всегда от двух соседних атомов углерода, тем более подтверждало мысль о том, что между углеродными атомами образуется двойная связь. Правда, против гипотезы двойной связи говорило, казалось, то, что двойная связь должна быть прочнее простой, а факты указывали на расщепление молекул непредельных соединений именно по двойной связи. [c.37] С середины 60-х годов XIX в. на основе предсказаний теории строения хлынул поток экспериментальных открытий в области предельных, непредельных алифатических и ароматических соединений. Трудно назвать в истории химии другую теорию равного значения и охвата материала, которая получила бы большее экспериментальное подтверждение. Тем не менее в течение ближайших десятилетий некоторые видные химики ее упорно отвергали. В Германии таким ее противником был Кольбе, во Франции — Бертло, в России — Меншуткин. Сдержанную позицию занимал по отношению к теории строения Менделеев. Противники теории строения противопоставляли ей различные формы теории замещения, основанной на углеродистых типах. Особенно у Бертло и Меншуткина ясно раскрывалась методологическая, отчетливо позитивистская основа их возражений. [c.38] Для Бертло понятие атома было чисто гипотетическим, он даже как-то сказал Я не хочу, чтобы химия выродилась в какую-то религию, и чтобы в атомы верили так, как добрые христиане верят в присутствие Христа в остии [35, с. 32]. Согласно Меншуткину, для суждения о строении вещества мы имеем лишь гипотезы . Отсюда, как он писал, метильная или иная группа. вводимые в наши формулы, не существуют, по моему мнению, в соединениях остатки эти появляются в формулах вследствие арифметических операций. представляют орудие мышления, символ, а не нечто реально существующее [36, с. 77]. В полемическом ответе Меншуткину Бутлеров писал Что бы значила, спрашивается, любая из наших формул с ее атомными знаками, если бы понятие об атоме не соответствовало для нас некоторой определенной реальности. Что бы значили арифметические действия в реальной науке, если бы они ничему объективному, существующему в природе не соответствовали [24, с. 423, 427]. Добавим, только, что Бертло молчаливо признал себя побежденным в 90-х годах (тогда же он отказался и от написания формул через эквиваленты, чего до тех пор упорно придерживался), а Меншуткин в эти годы перешел уже в лагерь приверженцев теории химического строения. И только Кольбе умер, оставаясь противником теории химического строения. [c.38] Вернуться к основной статье