ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория типов. Унитарная теория из "Курс теоретических основ органической химии" На основании своих работ по металепсии (1834 г.) Дюма утверждал, что не отдельные радикалы, а тип органического соединения обусловливает его свойства. Типы, по Дюма, могут быть двух видов—химические и механические. К одному и тому же химическому типу относятся вещества, обнаруживающие аналогию в химических свойствах, например уксусная и хлоруксусная кислоты. К одному и тому же механическому типу Дюма относил соединения, имеющие одинаковое число атомов, но различные химические свойства например, уксусная кислота и этиловый спирт. Представление о химических типах явилось весьма плодотворным в последующие десятилетия работы химиков были направлены к отысканию основных химических типов органических соединений. Было показано, что реакции многих органических веществ обнаруживают большое сходство с реакциями простейших неорганических соединений, из которых они могут быть выведены путем замены атомов водорода углеводородными группами. Так, при замене последними водородов воды или аммиака могут быть выведены соответственно спирты и эфиры (тип воды—работы Вильямсона) и амины (тип аммиака—работы Гофмана и Вюрца). Было установлено, что органические соединения характеризуются определенными типическими реакциями. [c.18] Дальнейшее развитие теоретических представлений в органической химии связано с именами двух французских ученых—Жерара и Лорана. [c.18] Таким образом, Жерар исходил из существования четырех химических типов соединений. Типы водорода и хлористого водорода были затем объединены в один тип—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 веществг способного быть изолированным [6]. [c.19] В унитарной теории в известной мере произошло слияние теории радикалов и теории типов. При построении своей системы Жерар учитывал лишь состав соединения, не считая, однако, возможным делать 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 [5]. [c.19] Таким образом, Жерар отвергал возможность познать расположение атомов в молекуле. В результате химики того, времени занимались только классификацией органических соединений по унитарной системе. [c.19] На первом этапе развития унитарная теория была для своего времени прогрессивной. Благодаря последовательному применению теории типов были открыты смешанные эфиры, а также новые классы соединений например, многоатомные спирты, ангидриды кислот. [c.19] На основании химических исследований и изучения объемных от- Ошений вступающих в реакцию веществ в газообразном состоянии, Лоран и Жерар пришли к необходимости различать понятия о хи- . 1ческон частице, атоме н эквиваленте. Жерар установил, что количества веществ, вступающих в химические взанхмодействия, занимают 3 парообразном состоянии приблизительно равные объемы (закон Авогадро Жерара). [c.20] Используя рациональные формулы Жерара, Лоран вывел закон четности атомов в молекуле, сформулированный им след ющим 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] 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 делать выводы о свойствах еще неизвестных соединений, относящихся к тому же ряду. [c.20] Жерар и Лоран ввели типические формулы органических соединений, которые они назвали рациональнылш формулами. Поскольку считалось невозможным познать внутреннее строение вещества, Жерар утверждал, что формулы могут выражать только аналогии и указывать на реакции, при которых вещество образуется. [c.20] Типические рациональные формулы являлись формулами двойного разложения. Так как в одной типической формуле было невоз- юлсно выразить лшогообразие свойств органического соединения 1 различные способы его образования,—одно и то же вещество приходилось относить к разным типам и соответственно изображать раз-,личными формулами. Рациональные формулы—писал Жерар—имеют только относительное значение и могут изменяться до бесконечности, смотря по тому, какие отношения хотят выразить ими на бу маге ... Они служат выражением метаморфозы или реакции 191. [c.20] Однако дальнейшее развитие органической химии, особенно открытие веш,еств с несколькими функциональными группами (множественной функции), показало невозможность втиснуть разнообразные органические соединения в рамки четырех типов для изображения таких соединений Жерар предложил пользоваться формулами, в основу которых была положена идея о существовании смешанных типов это представление было развито впоследствии рядом ученых, особенно Кекуле (стр. 23). [c.21] Недостаточность системы Жерара для классификации органических соединений стала обнаруживаться уже в сороковых и начале пятидесятых годов так, унитарная теория не была в состоянии объяснить существования 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 углеводородных групп ( тонкая изомерия , как называли это явление в те годы), оставалась совершенно необъясненной. Так, например, были неясны причины существования двз х соединений состава СзН4а2 и различия их свойств. [c.21] На основании представлений унитарной теории часто приходили к неверным выводам о количестве возможных изомеров считали, например, что могут существовать два соединения состава jHg—водородистый этил и диметил,—оба соединения относили к одному и тому же типу водорода. Лишь в ]8б4 г. К. Шорлеммер показал, что эти углеводороды идентичны [10]. [c.21] Исправлению неверных и неточных представлений унитарной теории были посвящены работы Н. Н. Бекетова, выполненные в лаборатории Н. Н. Зинина и вышедшие в 1853—1854 гг. на русском и французском языках [И]. В этих работах Бекетов указал на фор мализм в построении унитарной системы. 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.21] например, водород, по мнению Бекетова, может иметь двоякое химическое значение. Нам кажется,—писал он,—что углерод, соединяясь с водородом, дает ему совсем другое химическое значение (по преимуществу металептическое ), нежели то, которое он имеет в соединении с амфидными и галоидными телами, где он играет роль металла . [c.21] При замещении водорода, соединенного с углеродом, функция эстающегося 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