ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Первые теоретические воззрения из "Органическая химия Издание 2" Теория радикалов. Первая теория в органической химии — теория радикалов — была тесно связана с электрохимической теорией Берцелиуса. Основываясь главным образом на факте электролиза неорганических соединений, Берцелиус считал, что все химические вещества состоят из электроотрицательных и электроположительных атомов или групп атомов, удерживаемых в молекуле силами электростатического притяжения. Теория радикалов представляла собой фактически модификацию электрохимической теории Берцелиуса применительно к органической химии. [c.8] Результаты исследований были восприняты как доказательство того, что органические вещества состоят из радикалов, точно так же как неорганические вещества — из атомов. [c.9] На определенном этапе развития органической химии теория радикалов сыграла значительную роль, впервые дав химикам руководящую нить в исследовании органического вещества. Это оказалось возможным потому, что в основе теории радикалов лежало очень важное обобщение при химических реакциях группы атомов (т. е. радикалы) в неизменном виде входят в образующиеся при этих реакциях молекулы. [c.9] Однако вместе с тем теория радикалов имела и ряд принципиальных недостатков. Решающим ударом по теории радикалов явилось открытие французским химиком Дюма химических реакций, при которых легко изменялись некоторые из наиболее обычных радикалов. [c.9] Исследуя действие хлора на органические вещества, Дюма открыл, что атомы хлора могут замещать в молекулах органического вещества атомы водорода (реакция металепсии). Особенно поразительными оказались реакции замещения водорода на хлор в молекуле уксусной кислоты, формулу которой, по Берцелиусу, следовало изображать таким образом С2Н3О—ОН. [c.9] При действии хлора на полученное вещество легко происходило дальнейшее замещение сначала второго, а затем и третьего атома водорода на атом хлора. Соединения, получившиеся в результате этих реакций, по химическим свойствам также мало отличались как от хлоруксусной, так и от уксусной кислоты. [c.9] Теория типов. Как мы видели выше, теория радикалов обращала внимание на ту часть молекулы органических веществ, которая при обычных химических превращениях оставалась неизменной. Меньше внимаипя уделялось легко изменяющейся части молекулы и причинам ее изменений. Сменившая теорию радикалов теория типов, наоборот, обратила внимание именно на наиболее изменчивые части молекулы и причины этой изменчивости. Теория типов подчеркивала, что в реакциях органических веществ обнаруживается сходство с реакциями простейших неорганических соединений. Органические вещества предлагалось рассматривать образовавшимися из простейших неорганических веществ замещением в последних одного или нескольких атомов на разные органические группы, названные остатками (чтобы не употреблять отвергнутого слова радикал ). При этом простейшие неорганические вещества являлись для образовавшихся из них органических веществ типами в том смысле, что молекулы этих органических веществ обладали характерными, типичными , реакциями исходных неорганических молекул. [c.10] Приведенные типические формулы показывают, например, что, заменяя в молекуле воды один атом водорода на остаток СНд, можно получить метиловый спирт, заменяя оба атома водорода — диметиловый эфир и т. д. Аналогичные группы составляют вещества типа H I, NH3 и т. д. [c.10] Согласно теории типов, различные радикалы, образующие молекулу, не обладают двумя противоположными зapядa иI в связи с эти.м система Жерара получила название унитарной системы в противоиоложность представлениям Берцелиуса, нашедшим отражение в теории радикалов. [c.10] Сходство органических соединений с неорганическими, лежащими в основе данного типа, заключается не только в составе и способах получения, но и в ряде свойств. [c.11] Сходство органических соединений с некоторыми типичными неорганическими позволило в известной степени предсказывать свойства вновь открываемых органических соединений, если удавалось отнести их к определенному типу. [c.11] По мере дальнейшего накопления экспериментального материала рамки теории типов становились тесны для развития органической химии. Сторонники теории типов, пытаясь спасти ее, начали вводить усложнения. Во многих случаях одно и то же соединение изображали десятками типических формул. По мере открытия новых свойств соединения число типических формул для него увеличивалось. Теория типов зашла в тупик она была способна идти только за экспериментом, а в предсказательном отношении была беспомощна. [c.11] Насущные задачи органической химии требовали разрешения основного вопроса являются ли молекулы беспорядочным нагромождением атомов, удерживаемых силами притяжения, или же они представляют собой частицы с определенным строением, которое можно установить, исследуя свойства вещества. В органической хи.мии к этому времени уже накопились факты и обобщения, которые могли служить основой для решения вопроса о строении молекул. [c.11] Стало ясно, что атомы могут соединяться в молекулы только в отношениях, определяемых валентностью атолюв. В частности, было установлено, что углерод четырехвалентен (Кекуле, 1858). [c.11] Открытие валентности непосредственно подводило к мысли, что молекулы имеют определенное строение. Оставался открытым вопрос, как определять строение молекулы. Этот вопрос не мог быть решен без подлинно научной теории органической химии, которая и была создана А. М. Бутлеровым. [c.11] Установив понятие строения, Бутлеров дает новое определение природы вещества Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением . [c.12] Это принципиально новое, революционное для своего времени положение легло в основу всего дальнейшего развития органической химии, ибо оно означает, что строение сложного вещества может быть установлено на основании его превращений, а химические свойства его (реакционная способность) могут быть предсказаны на основании строения. Бутлеров указывал, что для определения химического строения вещества могут быть использованы все виды реакций соединения (синтез), разложения (анализа), двойного обмена (замещения). Бутлеров справедливо считал, что определение строения возможно только в том случае, если строение остатков молекул, непосредственно не затрагиваемых реакцией, будет неизменно. [c.12] Из положения теории строения о зависнмостн химических свойств соединения от его строения вытекают взгляды А. М. Бутлерова на значение структурных формул. Он считал, что для каждого соединения возможна лишь одна структурная формула, приче у1 в будущем, когда будет полностью выяснена зависимость свойств от строения, формула соединения должна выражать все его свойства. [c.12] Таким образом, молекулярной формулой С4Н10 могут обладать два вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, а также одинаковую молекулярную массу, но отличающиеся расположением атомов в молекулах (строением). Такие два вещества называются изо.мерными веществами или, кратко, изож-рами. [c.12] Вернуться к основной статье