Установление состава и молекулярных формул органических соединений

Исследованиями ученых многих стран установлено, что к соединениям переменного состава относятся не только оксиды, но н субоксиды, халькогениды, силициды, бориды, фосфиды, нитриды, многие другие еорганические вещества, а также органические высокомолекулярные соединения. Во всех случаях, когда сложное вещество имеет молекулярную структуру, оно представляет собой соединение постоянного состава с целочисленными стехиометриче-скими индексами. Некоторые ионные кристаллы и даже атомные кристаллы и металлы могут также подчиняться законам стехиометрии. Но в случае немолекулярных кристаллов, как отмечает Б. Ф. Ормонт, уже не молекула, а фаза т. е. коллектив из Л/о (числа Авогадро) атомов, определяет свойства кристаллической решетки . Он предлагает для подобных веществ расширить формулировку закона постоянства состава Если... в твердом агрегатном состоянии соединение не имеет молекулярной структуры, то в зависимости от строения атомов и вытекающего отсюда строения фазы и характера химической связи в ней состав соединения и его свойства могут сильно зависеть от путей синтеза. Даже при одном и том же составе свойства могут сильно зависеть от условий образования . Б. Ф. Ормонт подчеркнул необходимость исследования зависимости условия образования—состав — строение — свойства,— направленного. на установление связи между условиями образования, химическим и фазовым составом системы, химическим составом и строением отдельных фаз и их свойствами. Нетрудно заметить, что добавление к обычной формуле, закона постоянства состава слов состав срединения зависит от условий его образования ,— лишает закон постоянства состава его смысла. В то же время указание на важность изучения в связи с проблемой стехиометрии не только состава, но и строения твердых веществ представляется очень существенным. [c.165]

Следующий этап работы исследователя с органическим соединением заключается в определении его физико-химических констант, элементарного состава и в установлении химического строения. Элементарный состав, найденный методами элементарного микроанализа (иногда полностью автоматизированного), дает брутто-формулу исследуемого органического соединения, но не позволяет сделать окончательного вывода о его строении. Физико-химические константы (температуры плавления н кипения, плотность, показатель преломления, молекулярная рефракция, константы ионизации, окислительно-восстановительные потенциалы, диэлектрические и магнитные константы) дают возможность установить чистоту вещества и создать представление об его строении. Наиболее [c.9]

Следующий этап работы исследователя с органическим соединением заключается в определении его физико-химических констант и элементного состава и в установлении химического строения. Элементный состав, найденный методами элементного микроанализа (иногда полностью автоматизированного), дает брутто-формулу исследуемого органического соединения, но не позволяет сделать окончательного вывода о его строении. Физико-химические константы (температуры плавления и кипения, плотность, показатель преломления, молекулярная рефракция, константы ионизации, окислительновосстановительные потенциалы, диэлектрические и магнитные константы) дают возможность установить чистоту вещества и создать представление о его строении. Наиболее сложная и ответственная задача — установление химического строения органических соединений 1) взаимного расположения атомов и пространственного строения молекул 2) характера и порядка расположения связей [c.7]

Точные методы химии, казалось, давно уже выяснили состав воды и ее молекулярный вес. Химик мог с уверенностью утверждать, что из всех соединений в области минеральной и органической химии,— а их насчитываются многие сотни тысяч,— вода, как наиболее простое химическое соедипение водорода с кислородом, представляет тело, наиболее всесторонне исследованное, о химической и физической природе которого не возникает никаких сомнений. Вода рек, озер, морей и океанов, взятая на поверхности или на глубине, одна и та же, формула которой — НгО, а молекулярный вес — 18. Индивидуальность воды, возможность получить ее в совершенно чистом виде, сгущая в соответственных условиях ее пары, послужила для установления целого ряда важных научных понятий температура замерзания воды принята за 0°, температура кипения — за 100° единица веса грамм — это вес одного кубического-сантиметра воды при температуре (4°) наибольшей ее плотности количество тенла, необходимое для нагревания одного грамма воды на один градус, есть одна калория. С понятием вода связаны определенные химические свойства ее и физические константы, которыми и пользуются выражая соотношения свойств всех тел природы. Однако теперь оказывается, что вода не представляет химически индивидуального вещества, к ней примешана другая вода, более плотная с большей молекулярной массой (20), которой присущ при той же формуле иной состав и иные физические свойства. [c.559]

Состав большинства неорганических веществ однозначно характеризует их молекулярное строение Н2304 — это всегда серная кислота ЫазР04 — это всегда фосфат натрия КА1 (504)2 —это всегда алюмокалиевые квасцы и т. д. В органической химии широко распространено явление изомерии— существуют разные вещества, имеющие одинаковый состав молекул. Эмпирические, суммарные формулы становятся поэтому для органических соединений неоднозначными простая формула С2Н6О отвечает как этиловому спирту, так и диметиловому эфиру более сложные эмпирические формулы могут соответствовать десяткам, сотням и даже тысячам различных веществ. С созданием бутлеровской теории химического строения стало ясно, что изомеры отличаются друг от друга порядком химической связи атомов — химическим строением. Определение химического строения, установление структурной формулы стало (и остается до сих пор) главной задачей при исследовании органических веществ. [c.84]

В течение почти полутораста лет продолжается интенсивное изучение химических проблем, причем химия как наука зародилась с того-момента, когда количественно стали исследовать веса и объемы веществ, принимающих участие в химических реакщшх. Приблизительно до конца XIX столетня задачей химии являлось установление точной эмпирической формулы соединений и законов образования химических соединений из атомов, причем строение самих атомов было неизвестно. Современная химия начинается с открытия электрона и с последующего развития первых отчетливых представлений о строении атома. Только после этого стало возможно объяснить эмпирические формулы многих соединений на основании электронной структуры атомов, составляющих эти соединения, при условии известных допущений о роли электронов в образовании связей между атомами. Как следствие важности изучения реакции в газообразной фазе для установления законов образования химических соединений и правильного определения соотношений между атомами и молекулами (что позволяло определять молекулярные веса), а также благодаря быстрому развитию органической химии, развилось представление, что молекула является наименьшей частицей структуры соединения, подобно тому, как атом представляет собой наименьшую частицу структуры элемента. Хотя и справедливо представление о молекуле как о наименьшей частице соединения, сохраняющей тог же состав и те же свойства, как и соединение, взятое в большом количестве, тем не менее возможность построения твердого вещества не обязательно из отдельных молекул не была еще понята. [c.9]

Спор вокруг системы атомных весов и системы эквивалентов не мог быть решен вне связи с понятием молекулы и молекулярного веса. Распутывание этого узла могло начаться только тогда, когда химики подошли к необходимости четкого определения понятия молекулы и установления в связи с этим правильного критерия для определения молекулярного веса. Эта необходимость в свою очередь возникла в связи с развитием органической химии. Открытие явлений замещения и их правил и возникшая в связи с этим теория производных радикалов Лорана, а затем теория типов Реньо и Дюма привели к новой концепции органических соединений, к возникновению унитарного направления. В развитии этого направления немалую роль сыграло открытие многоосновности кислот. Все это привело к тому, что вместо рациональных формул в духе теории радикалов выдвигается идея о возврате к эмпирическим формулам, к формулам, выражающим состав, а не конституцию органических соединений. Вопрос о возврате к эмпирическим формулам робко поднимался еще в 30-х годах, в эпоху утверждения теории радикалов. Вполне естественно, что тогда эти попытки не могли иметь никакого успеха. Даже Дюма в 1836 г. высмеивал эти взгляды. Выступление Бодримона в [c.217]

Следует отметить, что установление структуры вещества химическим путем осуществляют каждый раз индивидуально, и этому вопросу посвящена значительная часть курса органической химии. Для установления структуры необходимо быть предварительно уверенным в том, что выделено индивидуальное вещество, зпать его количественный элементарный состав и молекулярный вес. Если известен состав и молеку-<ч лярный вес, то, как это будет показано ниже, можно вывести молеку- >яшую формулу соединения, т. е. формулу, выражающую число атомов л авд ого элемента в молекуле. Как конкретно химическим путем ре- Ч ается вопрос о строении соединения, можно предварительно показать нескольких простых примерах. Пусть нам даны два индивидуальных ( вещества газ с т. кип. — 24 °С и жидкость с т. кип. 78 °С, обладающие А дной и той же молекулярной формулой СгНеО, т. е. являющиеся изо-V мерами. Как установить последовательность связей атомов в их моле- улах, т. е. вывести структурные формулы Необходимо изучить реакции обоих веществ. [c.17]