ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория типов. Унитарная теория из "Курс теоретических основ органической химии издание 2" ВОДЫ—работы Вильямсона) и амины (тип аммиака—работы Вюрца и Гофмана). Было установлено, что органические соединения характеризуются определенными типическими реакциями. [c.19] Дальнейшее развитие теоретических представлений в органической химии связано с именами двух французских ученых—Жерара и Лорана. [c.19] Стремясь преодолеть многочисленные противоречия теории радикалов, рассматривавшей все соединения как бинарные, составленные из двух частей, Жерар и Лоран создали теорию, развивающую теорию химических типов Дюма. В противовес предыдущей дуалистической теории они рассматривали органическое соединение как нечто единое целое Жерар писал, что ...всякое тело, простое или сложное, следует рассматривать как здание, как цельную систему, составленную в определенном, но неизвестном порядке собранием частичек бесконечно малых и неделимых, называемых атомами 14], Эту теорию ее авторы назвали унитарной теорией. [c.19] Таким образом, Жерар исходил из существования четырех химических типов соединений. Типы водорода и хлористого водорода были затем объединены в один—тип водорода. Замещение атомов водорода различными углеводородными группами, которые Жерар называл остатками (французское le restant—остаток), давало возможность вывести большое количество различных органических соединений. В дальнейшем Жерар установил тождественность понятий—органический остаток и радикал, понимая под радикалом элементы каждого тела, которые могут быть перенесены из одного вещества в другое посредством двойного разложения, но не в смысле вещества, способного быть изолированным [6а]. В унитарной теории в известной мере произошло слияние теории радикалов и теория типов. [c.19] На первом этапе развития новая теория типов была для своего времени прогрессивной. Благодаря последовательному ее применению были открыты смешанные эфиры, а также новые классы соединений многоатомные спирты, ангидриды кислот. [c.19] Лоран и Жерар пришли к необходимости различать понятия о химической частице, атоме и эквиваленте. Жерар установил, что количества веществ, вступающих в химические взаимодействия, занимают в парообразном состоянии приблизительно равные объемы (закон Авогадро—Жерара). [c.20] Используя рациональные формулы Жерара, Лоран вывел закон четности атомов в молекуле, сформулированный им следующим образом Во всяком органическом соединении сумма атомов водорода, азота, фосфора, мышьяка, металлов и галоидов должна быть четным числом [7]. Этот закон позволил разобраться в большом количестве разнообразных органических соединений и привел к правильному заключению об их составе. [c.20] Правило Лорана (в соединении сумма нечетновалентных элементов—величина четная) и до настоящего времени имеет большое значение при установлении эмпирических формул сложных природных органических соединений. [c.20] Весьма большое значение при изучении органических соединений имело открытие гомологии [8]. Еще в 1842 г. Шиль показал, что радикалы спиртов образуют правильный ряд. Жерар расположил большое количество соединений в ряды, которые он назвал гомологическими, и установил гомологическую разность СНа. [c.20] На примере соединений, объединяемых в гомологические ряды, был установлен общий закон в органической химии о сходстве свойств соединений одного и того же ряда и о закономерном изменении этих свойств внутри одного и того же ряда при изменении состава соединений на гомологическую разность (группу СН ). Вследствие этого знание свойств некоторых из членов гомологического ряда давало возможность предусматривать свойства еще неизвестных соединений, относящихся к тому же ряду. [c.20] При построении своей системы Жерар, учитывая лишь состав соединения, не считал, однако, возможным высказывать какие-либо суждения о внутренней структуре молекулы,—в этом заключалась принципиальная ошибочность представлений Жерара. Так, Жерар отрицал возможность судить о строении вещества на основании его химических свойств. По мнению Жерара, химические свойства проявляются в результате изменения вещества, и следовательно, химические признаки дают возможность знать только прошедшее и будущее вещества .— Для одного и того же тела, образующегося более чем через одну метаморфозу, химические реакции не указывают на частичное расположение или строение. Ими положительно узнаются только простые численные отношения между разнородными элементами [6]. [c.20] Таким образом, Жерар отвергал возможность познать расположение атомов в молекуле. В результате химики того времени занимались только классификацией органических соединений в соответствии с новой теорией типов. [c.21] Жерар и Лоран ввели типические формулы органических соединений, которые они назвали рациональными формулами. Поскольку считалось невозможным познать внутреннее строение вещества, Жерар утверждал, что формулы выражают лишь химические аналогии и указывают на реакции, при которых вещество образуется. [c.21] Типические рациональные формулы являлись формулами двойного разложения. Так как в одной типической формуле было невозможно выразить многообразие свойств органического соединения и различные способы его образования,—одно и то же вещество приходилось относить к разным типам и соответственно изображать различными формулами. Рациональные формулы,—писал Жерар,—имеют только относительное значение и могут изменяться до бесконечности, смотря по тому, какие отношения хотят выразить ими на бумаге ... Они служат выражением метаморфозы или реакции [9]. [c.21] Однако дальнейшее развитие органической химии, особенно открытие веществ с несколькими функциональными группами (множественной функции), показало невозможность втиснуть разнообразные органические соединения в рамки четырех типов для изображения таких соединений Вильямсон и Жерар предложили пользоваться формулами, в основу которых была положена идея о Существовании кратных и смешанных типов это представление было развито впоследствии рядом ученых, особенно Кекуле (стр. 24). [c.21] Недостаточность системы Жерара для классификации органических соединений стала обнаруживаться уже в сороковых и в начале пятидесятых годов так, новая теория типов не была в состоянии объяснить существование изомеров, т. е. соединений, имеющих один и тот же состав, но разные химические и физические свойства. [c.21] На основе представлений теории типов, так же как и теории радикалов, была понятна изомерия соединений, являвшихся метамерами (стр. 17) изомерия же соединений, обусловленная изомерией углевод )родных групп ( тонкая изомерия , как называли это явление в те годы), оставалась совершенно необъясненной. Так, например, были неясны причины существования двух соединений состава С2Н4С12 и различия их свойств. С другой стороны, в некоторых случаях предполагалась возможность существования большего количества изомеров, чем в действительности могло быть. Считали, например, что могут существовать два соединения состава СзНе—водородистый этил и диметил оба соединения относили к одному и тому же типу водорода. Лишь в 1864 г. К. Шорлеммер показал, что эти углеводороды идентичны [10]. [c.21] Исправлению неверных и неточных представлений теории Жерара и Лорана были посвящены работы Н. Н. Бекетова, выполненные в лаборатории Н. Н. Зинина и вышедшие в 1853—1854 гг. на русском и французском языках [111. Разбирая закономерности, наблюдаемые при образовании сложных органических соединений из более простых, он, в противоположность Жерару, обратил особое внимание на химическое значение действующих элементов (курсив Бекетова). [c.22] например, водород, по мнению Бекетова, может иметь двоякое химическое значение. Нам кажется,—писал он,—что углерод, соединяясь с водородом, дает ему совсем другое химическое значе-ниэ (по преимуществу металептическое ), нежели то, которое он имеет в соединении с амфидными и галоидными телами, где он играет роль металла . [c.22] При замещении водорода, соединенного с углеродом, функция остающегося соединения сохраняется например, при действии азотной кислоты на одноосновные органические кислоты—бензойную, анисовую и т. п.—получаются также кислоты—нитробензойная и нитроанисовая. [c.22] Вернуться к основной статье