ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Развитие теоретических представлений органической химии в XIX веке до возникновения теории химического строения из "Основные начала органической химии том 1" Первые теоретические представления в органической химии были тесно связаны с так называемой электрохимической теорией Берцелиуса. Основываясь главным образом на факте электролиза неорганических соединений, Берцелиус пришел к мысли, что все химические вещества состоят из электроотрицательных и электроположительных атомов или групп атомов, удерживаемых в молекуле силами электростатического притяжения. Теория Бер целиуса как попытка объяснить характер сил, удерживающих атомы в молекуле, на определенном этапе была прогрессивной она особенно способствовала развитию неорганической химии. Попытки же применения электрохимической теории к органической химии встречали серьезные затруднения. Более того, именно в органической химии в дальнейшем бьши обнаружены новые факты, которые привели к окончательному крушению этой теории. Однако первая теория органической химии— теория радикалов — не только не противоречила электрохимической теории, но, наоборот, была тесно связана с ней. [c.46] Теория радикалов. Основанием для создания теории радикалов послужили исследования соединений циана (Гей-Люссак. 1815). Этими исследованиями было впервые установлено, что при целом ряде химических превращений группа из нескольких атомов переходит, не изменяясь, из молекулы одного вещества в молекулу другого, подобно тому, как переходят из молекулы в молекулу атомы элементов. Таким образом, группа атомов, называемая радикалом, играет как бы роль одного атома, отличаясь от последнего только сложностью. [c.46] например, радикал циан N в химических реакциях обнаруживает большое сходство с галоидами. В синильной кислоте H N атом водорода соединен с радикалом цианом (цианистый водород) так же, как в соляной кислоте НС1 он соединен с атомом хлора (хлористый водород). Целый ряд сходных солей H N и НС1 может быть получен реакциями обменного разложения КС1 и K N Ag l и Ag N Hg b и Hg( N)2. [c.46] Результаты этих исследований были восприняты как доказательство того, что органические вещества состоят из радикалов, точно так же, как неорганические — из атомов. Казалось, что природа органического вещества раскрыта — органическая химия является химией сложных радикалов и в ее развитии начинается новая эра. Предлагалось даже переименовать бензоил в проин (греч. — начало дня) или в ортрин (греч.— утренний рассвет). [c.47] С этого времени начинаются усиленные поиски новых радикалов и изучение многочисленных реакций, которые ведут к получению различных соединений этих радикалов. [c.47] Значение этих исследований состоит также в том, что на их основе была пересмотрена роль кислорода в химии. С конца XVIH века, после крушения теории флогистона, кислороду отводилось исключительное место в химии. Этот элемент характеризовали тем, что, соединяясь с металлами, он дает основания, а с неметаллами—кислоты его рассматривали вообще как элемент, сообщающий некоторые отличительные свойства тем соединениям, в состав которых он входит. Представления об исключительной роли кислорода в неорганической химии были перенесены в область органической химии так, например, считалось, что многие органические вещества следует рассматривать как окислы некоторых органических радикалов. В связи с этим открытие, что такой органический радикал, как бензоил, уже содержит кислород, превращало последний из главного в обыкновенный химический элемент, по крайней мере в органической химии. [c.47] На определенном этапе развития органической химии теория радикалов оказала ей серьезные услуги, впервые дав химикам руководящую нить в исследовании органического вещества. Это оказалось возможным потому, что в основе теории радикалов лежало важное обобщение при химических реакциях группы атомов часто в неизменном виде переходят из исходных молекул в молекулы, образующиеся при этих реакциях. [c.48] Однако решающим ударом для теории радикалов явилось открытие французским химиком Дюма химических реакций, при которых необыкновенно легко изменялись некоторые из наиболее обычных радикалов. [c.49] Исследуя действие хлора на органические вещества, Дюма открыл, что атомы хлора могут замещать в их молекулах атомы водорода ( реакция металепсии ). Особенно поразительными казались реакции замещения водорода на хлор з молекуле уксусной кислоты, формулу которой, по Берцелиусу, следовало изображать таким образом G2H3OOH. [c.49] Соединения, получающиеся в результате этих реакций, по своим химическим свойствам также мало отличаются как от хлоруксусной, так и от уксусной кислоты. Таким образом, не только легко изменялся сам радикал, но, кроме того, замена электроположительного водорода на электроотрицательный хлор мало влияла на химические свойства соединения. [c.50] Между тем, согласно Берцелиусу, при реакциях замещения электроположительные атомы заменяются лищь другими электроположительными, а электроотрицательные — электроотрицательными атомами. Попытки заменить электроположительный атом в молекуле на электроотрицательный (или наоборот) должны, как правило, приводить к разрушению молекулы. Если бы в виде исключения такая попытка и удалась, она привела бы к столь глубоким изменениям в молекуле, что полученное новое вещество самым резким образом отличалось бы от исходного. [c.50] Открытия Дюма казались сторонникам теории радикалов совершенно невероятными, и Берцелиус и его ученики обрушились на Дюма с почти небывалой в науке резкостью, отрицая правильность его исследования. Однако прав оказался Дюма, и теория радикалов была отвергнута. На смену ей пришла теория замещения, а затем — теория типов. [c.50] Дюма считал, что правило замещения играет в органической химии такую же роль, как представления об изоморфизме в неорганической химии. [c.50] Как мы видели выше, теория радикалов принимала во внимание главным образом ту часть молекулы органических веществ, которая при обычных химических превращениях остается неизменной. Меньше внимания уделялось легко изменяющейся части молекулы и причинам ее изменений. Сменившая теорию радикалов теория типов, наоборот, сосредоточивала внимание именно на наиболее изменчивых частях молекулы и на причинах, от которых зависит эта изменчивость. После многих исканий (законы замещений, механическая теория типов, теория ядер и др.) было найдено следующее объяснение изменчивости и характера изменений органических молекул. В реакциях органических веществ обнаруживается глубокое сходство с реакциями простейших неорганических соединений органические вещества можно считать происшедшими от простейших неорганических веществ замещением в молекулах последних одного или нескольких атомов на группы атомов, названные остатками (чтобы не употреблять отвергнутого слова радикал ). Соответствующие простейшие неорганические вещества являются для происшедших от них органических веществ типами, и молекулы органических веществ обладают характерными ( типическими ) реакциями тех неорганических молекул, к типу которых они относятся. [c.51] В метиловолл эфире нет типических водо родных атомов воды, и это вещество не реагирует с натрием. [c.52] Несколько позднее были получены все три соединения аммиака -и четвертое, представляющее собой хлористый аммоний, в котором все четыре атома водорода замещены на органические остатки. [c.53] Теория типов позволила создать довольно совершенную, близкую к современной классификацию органических веществ, названную Жераром унитарной системой. Эта система разделяла органические вещества на классы, объединяемые рядом общих химических свойств. По принадлежности вещества к определенному классу иногда оказывалось возможным верно предсказать способы получения этого вещества и некоторые его химические свойства. Кроме того, сравнивая физические свойства веществ одного и того же класса или разных классов, можно было установить и некоторые правильности в изменении физических свойств органических веществ в зависимости от изменения их состава. [c.53] Вернуться к основной статье