Установление формулы органического вещества

Основой для установления любой химической формулы является анализ. После того как описанными выше способами было произведено количественное определение всех составных частей органического вещества, и таким образом стало известно процентное содержание каждого отдельного элемента, прини.мающего участие в построении молекул этого вещества, можно определить его простейшую эмпирическую формулу. Простейшая эмпирическая формула выражает лишь относительное атомное содержание различных элементов в соединении. Оно может быть легко рассчитано путем деления числа, выражающего содержание данного элемента в весовых процентах, на его атомный вес. [c.11]

Я. Берцелиус первым стал рассматривать (по аналогии с неорганическими соединениями) органические кислоты, спирты и эфи-)ы как окислы сложных радикалов. Это воззрение, по словам О. Либиха, было путеводной звездой в лабиринте, в котором никто ие умел найти дороги Я. Берцелиус строго следовал за А. Лавуазье и считал, что радикал — это освобожденный от кислорода остаток вещества. Распространив электрохимическую теорию на органическую химию, он допускал возможным выяснение строения органических соединений. Именно ему принадлежит тезис химические формулы (рациональные) могут выражать внутренний состав и строение соединений. Я. Берцелиус неоднократно подчеркивал, что установление и изучение рационального состава органических веществ — важнейшая цель ученых. [c.156]

Для установления эмпирической формулы неизвестного органического вещества или для подтверждения его структуры выполняют элементный количественный анализ, т. е. определяют содержание в веществе основных элементов — углерода, водорода, азо- [c.210]

Установление структурной формулы. Теперь, познакомившись с характером связи между атомами в органических сое.амне-ниях, перейдем к определению строения их молекул. Прежде всего. необходимо знать общую молекулярную формулу органического вещества, которая, как мы уже говорили, легко определяется по данным качественного и количественного анализа этого вещества и его молекулярному весу. Возьмем, например, этиловый спирт. Его суммарная формула СгНбО. Какова будет его структурная формула [c.20]

С органическими соединениями, молекулы которых отличались внушительными размерами, дело обстояло сложнее. Используя методы начала XIX в., было очень тяжело, вероятно и невозможно, установить точную эмпирическую формулу даже такого довольно простого по сравнению, например, с белками органического соединения, как морфин. В настоящее время известно, что в молекуле морфина содержатся 17 атомов углерода, 19 атомов водорода, 3 атома кислорода и 1 атом азота ( ijHisNOa). Эмпирическая формула уксусной кислоты (С2Н4О2) намного проще, чем формула морфина, но и относительно этой формулы в первой половине XIX в. не было единога мнения. Однако, поскольку химики собирались изучать строение молекул органических веществ, начинать им необходимо было с установления эмпирических формул. [c.74]

Читая работы классиков органической химии, невольно обращаешь внимание на то, с какой тщательностью и любовью описывают они полученные органические вещества, сколько внимания уделяют в этих описаниях очистке и характеристике веществ. В современных работах эта часть выглядит суше и лаконичнее для каждого вновь полученного вещества принято приводить данные его элементного анализа, брутто-формулу приводят также точки плавления и кипения, для жидкостей — показатель преломления. На основании данных, получаемых с помощью современных физико-химических методов исследования (оптических спектров, ядерного магнитного резонанса, масс-спектрометрии и др.), обычно удается составить представление о структуре вещества, не прибегая к классическим химическим методам установления строения, т. е. к постепенной деградации сложного вещества и исследованию получающихся при этом осколков. Такое описание создает зачастую у начинающего химика ложное представление, что современные методы исследования избавляют его от необходимости тщательной химической работы (прежде всего имеется в виду чистота препарата), чго эти новые методы якобы сами по себе способны дать правильный ответ. Изучающему химию важно внушить с самого начала, что современные методы исследования не исключили тщательности в его работе, а, наоборот, подняли требования к чистоте, индивидуальности органического вещества. Многие препараты, полученные по старым методикам и в свое время описанные как индивидуальные — при исследовании, например, методами хроматографии,— оказываются смесями. Между тем правильный анализ, точная температура плавления, правильная спектральная характеристика — все это может быть получено только при работе с хими- [c.354]

В первую главу включены задачи по установлению формул неорганических, органических и элементоорганических веществ на основании результатов их химических превращений и данных физико-химических методов исследования. [c.5]

В ней поставлена задача систематического подхода к проблеме идентификации неизвестного или нового органического соединения на основе комплексного изучения его физических и химических свойств. Основное назначение книги — служить учебным пособием для студентов высших учебных заведений, полезным при изучении курса органической химии и при переходе к выполнению самостоятельных исследовательских задач. В соответствии с этим и отобраны вопросы, освещаемые в книге. Авторы последовательно описывают процесс выяснения строения нового или неизвестного органического вещества, начиная с простейших операций определения чистоты химического соединения, его физических констант и молекулярной формулы и кончая выявлением природы присутствующих функциональных групп и установлением тонких особенностей пространственного строения молекулы. [c.6]

Ш. Ф. Жерар опубликовал работу Опыт химической классификации органических веществ , в которой а) не будучи знаком с исследованиями А. Авогадро, развил сходные идеи и методы б) предложил применять величины молекулярного объема веществ, находящихся в газообразном состоянии, в качестве основного критерия установления формул химических соединений, в) ввел новую систему эквивалентов (И=1, 0=16, С=12, 5 = 32, С1=35,5, N=14). [c.641]

При исследовании строения органического вещества, после определения его состава и молекулярного веса и установления эмпирической формулы, вещество обычно подвергают действию таких реактивов, которые дают реакции, характерные для определенных групп атомов. В большинстве случаев такое исследование (функциональный анализ) позволяет установить присутствие в молекуле различных радикалов, за исключением углеводородных. [c.92]

В отличие от закономерностей в изменениях химических свойств, изменения физических свойств могут быть выражены точным цифровыми величинами. Изучение физических свойств различных органических соединений во многих случаях привело к нахождению закономерностей их изменения в зависимости от строения, выражаемых более или менее точными математическими формулами. Эти закономерности излагаются в курсах физической химии. Здесь мы дадим лишь весьма краткие представления о некоторых из них, чтобы показать важность изучения физических свойств органических веществ для установления их строения. [c.534]

Отказ Жерара от рациональных формул был, однако, не просто одним из протестующих жестов в сторону Берцелиуса и его электрохимической теории. Жерар в принципе считал невозможным установление структуры органического сложного атома . В 1843 г. он писал Вопросы, относящиеся к характеру группировки молекул в теле, совершенно недоступны для решения, ибо наш разум никогда не сможет проникнуть во внутрь неизмеримо малого. Все наши методы, которые мы применяем при исследовании, могут быть сведены к определению числовых отношений между различными элементами и пока не будут знать все те законы, по которым могут определяться отношения при соединении или при разложении тел, до тех пор необходимо отказаться от теоретических спекуляций, которые слишком часто приносят истину в жертву простой игре фантазии Позднее он утверждал, что можно познавать лишь прошлое и будущее вещества, т. е. его химические свойства до и после химической реакции. [c.247]

За столетие, прошедшее после создания теории химического строения, в результате настойчивой работы ученых были найдены структурные формулы многих тысяч органических и элемент-органических веществ. Установление некоторых из них потребовало больших усилий. Например, для выяснения строения молекулы хинина потребовалось более 60 лет этот вопрос разрабатывался большим числом исследователей в разных странах. [c.111]

Масс-спектрометрическое определение строения неизвестных органических соединений по своей сущности — задача классификационная, так как обязательно включает стадию отнесения неизвестного вещества к группе соединений с общими особенностями строения молекул, т. е. классификацию или групповую идентификацию. Индивидуальную идентификацию— отождествление веществ сравнением полученных в ходе анализа масс-спектров с литературными данными — следует рассматривать как самостоятельную задачу, решение которой требует разработки и использования наиболее рациональных алгоритмов обработки больших массивов библиотечных данных (каталогов масс-спектров) с учетом воспроизводимости таких спектров. При индивидуальной идентификации, таким образом, можно не принимать во внимание общие закономерности фрагментации отдельных классов соединений. Групповая идентификация обязательно требует наличия информации об особенностях диссоциативной ионизации предполагаемых классов органических соединений, а окончательное установление структуры неизвестных веществ невозможно без данных об их составе (брутто-формуле). [c.6]

Обобщая все эти примеры, Жерар обращает внимание на установленный им факт Никогда не видно, чтобы при разложении органического вещества выделились бы СЮ , С 0 , С °0 ° это общий факт, и не существует, поскольку я знаю, никакого твердо установленного исключения в этом отношении. Пропорция угольной кислоты, выделяющейся или присоединяющейся в реакциях, всегда представлена через 0 0 = = 550 или через кратное этого количества[166, т. 1, стр. 305]. И дальше Не только эквивалент угольной кислоты будет согласно этому, С 0 и, следовательно, окись углерода С 0 но по этим же соображениям, эквивалент углерода будет 0 = = 150, если принять 0=100. Но мы сейчас увидим, что, согласно общепринятому обозначению, эквивалент кислорода будет 0 = 200, эквивалент водорода — 12,5, так что формулы СЮ и С" 0 будут изображаться в эквивалентах таким образом [c.222]

Распространение структурной теории на неорганические соединения. На установление структурных формул органических веществ химики-органики не жалеют труда, и юбилеи решения этой задачи в отношении того или другого жизненно важного вещества празднуются как достопримечательные даты в истории науки предание гласности структурных формул обращалось иногда даже в международно-политическую проблему, как это было с германином К [c.101]

Теория типов, позволившая хотя и формально, систематизировать органические соединения, не была материалистической теорией. По мере открытия более сложных органических веществ их стали подгонять под разные типы (из числа названных) это неизбежно привело к допущению для одного и того же вещества различных формул, то есть к отказу от установления действительного строения молекул. [c.226]

Для установления формул химического строения простейших неорганических соединений необходимо было такое же последовательное проведение принципов классической теории химического строения, какое имело место в органической химии. Но как раз эта последовательность в применении к более сложным неорганическим соединениям, известным тогда под названием молекулярных, а позднее комплексных, оказалась несостоятельной. Как мы уже говорили в первом разделе, для объяснения существования веществ, не возможных с точки зрения учения о постоянной атомности, Кекуле выдвинул гипотезу, что они представляют собой относительно лабильные соприлегания настоящих химических молекул. Однако вскоре обнаружилось, что эти соединения по всем своим физическим и химическим признакам подобны атомным соединениям , хотя и отличаются иногда некоторым своеобразием. Именно для молекулярных соединений известны были многочисленные случаи изомерии, которые требовали своего объяснения, как это было раньше в органической химии. Молекулярные соединения часто обладают настолько прочнылш связями, что на них, так же как на органические соединения, можно было распространить принцип наименьшего изменения строения во время реакций. Это делало возможным изучение их методами, вырабо-таннылш в органической химии. [c.226]

Главное достоинство книги — очень простая форма изложения теории распознавания образов в применении к аналитическим задачам. В первую очередь рассмотрены такие проблемы, как масс-спектрометрический анализ органических веществ и установление брутто-формул и структурных формул соединений. Кроме того, обсуждены возможности анализа полярографических кривых и спектров ЯМР. Объем изложенного материала вполне достаточен для того, чтобы химик мог получить исчерпывающее представление о методах распознавания образов и смог работать в этой области. Конечно, при этом необходимо, чтобы химик владел искусством общения с ЭВМ хотя бы на уровне использования стандартных программ, а также был знаком с элементами регрессионного анализа и математической статистики. [c.6]

В чем же причина различия изомеров Поскольку состав их молекул одинаков (это вытекает из самого определения изомерии), то причину различия можно искать только в разном порядке связей атомов в молекуле. Тем самым явление изомерии заставляет, не довольствуясь установлением молекулярной формулы, идти дальше, выясняя детали внутреннего строения молекул органических веществ. Поэтому явление изомерии (открытое еще в начале прошлого столетия) служило постоянным стимулом для развития теоретических воззрений органической химии. [c.13]

Определение строения. Рассмотренное в предыдущем параграфе определение суммарной (эмпирической) формулы органического вещества составляет лишь начало его исследования. Следующий этап заключается в установлении структурной формулы. Большую помощь в этом оказывают современному исследователю различные физико-химические методы (см. ниже). Однако в принципе задачу установления строения можно решить и чисто химическим путем. Покажем это на конкретном примере вещества, для которого в предыдущем параграфе была установлена эмпирическая формула С4Н6О2. [c.474]

Основное содержание этой работы относилось к проблеме установления точных атомных весов, проблеме, которая в те годы была особенно актуальной, так как лежала в основе установления точных формул органических веществ и их конституции. Мы еще вернемся к основным концепциям и выводам Дюма, изложенным в этой статье. Здесь укажем лишь, что Дюма базировался в своих теоретических построениях на взглядах Ампера, который оказывал ему покровительство и под влиянием идей которого Дюма находился. Как уже упоминалось, взгляды Ампера по существу вытекали из гипотезы Авогадро, игнорировавшейся Берцелиусом и другими атомистами. Дюма, таким образом, оказался первым химиком, пытавпшмся применить гипотезу Авогадро для решения важнейшей химической проблемы 20-х годов XIX столетия. [c.189]

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]

Приведенные эмпирические формулы выведены на основании сопоставления с установленными предельно допустимыми концентрациями физико-химических коьстант различных органических веществ, обладающих как неспецифическим, так и специфическим действием. Расчет ПДК по любой из формул, основывающихся на физико-химических свойствах, для веществ с крайними типами действия (резко выраженным специфическим или, наоборот, преимущественно неспецифическим) дает значительные отклонения от узаконенных или рекомендованных предельно допустимых концентраций. При этом расчетные ПДК для веществ с крайними типами действия (резко выраженным специфическим или, наоборот, преимущественно неспецифическим) дают значительные отклонения от узаконенных или рекомендованных предельно допустимых концентраций. При этом расчетные ПДК для веществ, обладающих малой химической активностью и преимущественно неспецифическим действием, оказываются заниженными, а [c.40]

Структурные формулы органической химии изображают последовательность свя.зи атомоп в молекуле и являются графическим выражением идей теории строения, полно и цоследовательпо развитой А. М. Бутлеровым к 1861 году. А. М. Бутлеров — профессор Казанского университета, впоследствии профессор Петербургского университета, академик, глава крупнейшей школы русских химиков. Согласно теории строения, химическое строение вещества (т. е. последовательность связи атомов в молекуле) выводится из его химических свойств и определяет химические свойства. Одному веществу соответствует единственная структурная формула. Предшествующая созданию теории строения ступень — установление способности углеродных атомов образовывать цени — принадлежит А. Кекуле.— Прим. ред. [c.23]

Как известно, в конце ХУИ1 в. был установлен закон постоянства состава, согласно которому каждое вещество имеет определенный, постоянный состав. В течение нескольких десятилетий этому закону придавалось и обратное значение, т. е. считалось, что данным составом обладает лишь одно определенное вещество. Неправильность последнего положения была показана в результате исследования ряда органических веществ. В 1823 г. Ю. Либих (1803—1873), исследовав серебряную соль гремучей кислоты, установил, что ее формула тождественна формуле полученного в 1822 г. Ф. Велером (1800—1882) и резко отличного от нее по своим свойствам изоциановокис-лого серебра. [c.7]

Из сказанного видно, что установление строения даже таких простых веществ, как этиловый спирт, диметиловый эфир и уксусная кислота, требует обязательного изучения ряда химических реакций и что вообще установление строения является делом значительно более длительным и трудным, чем определение состава и молекулярного веса. Для сложных же органических веществ, состав молекулы которых допускает существование сотен и даже тысяч изомеров, установление строения представляет собой дело чрезвычайной трудности. Нельзя поэтому удивляться, что, например, установление строения известного вещества, называемого обыкновенной, или японской, камфорой, имеющего формулу СюН1бО, потребовало работы десятков химиков в течение больше чем пол столетия, и лишь в 1903 г. оно заверщи-лось синтезом этого вещества. Исследование алкалоида хинина— известного антималярийного средства, выделенного из коры хинного дерева в 1820 г., продолжалось более 120 лет. Для установления строения хинина (1908) химикам понадобилось 88 лет, а полный синтез этого вещества был осуществлен только в 1944 г. [c.95]

Если бы кто-нибудь из современников сравнил Адольфа Байера с Магелланом, профессор рассмеялся бы. Между тем сравнение имело бы смысл. Своим плаванием Магеллан не только выполнил невыполнимое, но и наглядно доказал шарообразность Земли. Только после его великого эксперимента это теоретическое положение стало бесспорным фактом. Синтез индиго в лабораторных (тем более — в промышленных) условиях тоже считался невыполнимой мечтой, к осуществлению которой никому не удавалось даже приблизиться. Установление формулы индиго и синтез в соответствии с ней синего порошка, не отличимого от того, что добывался из растения индигоферы, был убедительным доказательством могущества теории строения органических веществ. Освоение же сложного синтеза индиго в промышленном масштабе стало важным этапом формирования индустрии уже нашего, XX в. [c.360]

Огромное большинство органических веществ представляет собой соединения углерода с водородом, кислородом, азотом или галогенами. Все эти элементы могут быть определены непосредственно с помощью хорошо разработанных методов. Углерод и водород определяются путем рожжения навески образца в токе кислорода (рис. 1-10) и взвешивания образовавшихся воды и двуокиси углерода после поглощения их безводным перхлоратом магния и натронной известью соответственно. В обычном анализе на углерод и водород при сожжении используются навески 3—5 мг. Анализ проводится с точностью 0,1—0,2%. Полный элементный анализ позволяет вычислить эмпирическую формулу, которая либо равна, либо является кратной молекулярной формуле. Для установления того, какая из кратных эмпирических формул соответствует молекулярной, необходимо определение молекулярной массы. Например, эмпирическая формула одного из важных сахаров — глюкозы — СН О, но определение молекулярной массы дает молекулярную формулу (СНаО) или СвН120в- [c.32]

Согласно теории остатков, любое данное соединение может быть выражено несколькими формулами в зависимости от состава остатков, из которых это соединение получено. Исходя из отрицания возможности установления структуры веществ, Жерар по-лржил в основу классификации эмпирические формулы, отражающие лишь процентный состав соединений. Принцип классификации Жерар определил своеобразным выражением лестница сгорания . Он писал Органические вещества надо расположить в виде лестницы , в которой верхние ступеньки заняты наиболее сложными, а нижние — наиболее простыми веществами таким образом, чтоб эти последние получались путем горения (окисления), т. е. отнятием углерода и водорода в виде СО и НЮ из предшествующих. Эта лестница будет, таким образом, составлена из различных ступенек, соответствующих различному числу углерода в убывающем порядке [c.247]

Необходимо отметить, что вопрос о строении органических соединений занимал Берцелиуса еще в 1818 г., но он тогда воздержался от выдвижения гипотез, ибо понимал, что эмпирический материал еще слишком беден, чтобы перейти к конкретным заключениям. Кроме того, органический анализ к тому времени еще не стоял па должной высоте, и, понимая это, Берцелиус предостерегал против поспешных выводов, ибо при существующем разнообразии количественных соотношений элементов, входящих в состав органических соединений, незначительные изменения в результатах химического анализа приводят к изменению химических формул этих веществ (24, стр. 50]. Так, сам Берцелиус еще в 1818 г. писал формулу безводной щавелевой кислоты НС12О18 Дюма установил более точно состав сложных эфиров только в 1828 г. И, наконец, в 1832 г. благодаря Либиху и Велеру была исправлена формула бензойной кислоты, предложенная Берцелиусом, что содействовало в некоторой степени установлению общности в составе производных бензойного альдегида и открытию общей группы атомов в этих соединениях. Усовершенствование органического анализа в значительной мере помогло установить правильные эмпирические формулы органических соединений. [c.182]

При создании своей классификации Жерар руководствовался следующими принципами Сравнивая между собой тела, которые иту1еют некоторое сходство с точки зрения их состава и химических свойств, я пришел к установлению гомологических рядов, и эти ряды сами по себе привели меня к общим формулам, к общим законам. Наконец, эти ряды мне указали метод классификации органических веществ по естественным семействам, и этого я достиг, расположив их в нечто вроде лестницы сгорания [167, стр. X]. Подчеркивая преимущество и научное значение своей классификации, он пишет Эта классификация..., будучи основанной только на положительных данных, на числовых отношениях и на аналогиях в свойствах, соответствует всем молекулярным теориям. Наконец, она имеет то преимущество, что обращает внимание на пробелы, которые надо заполнить, и указывает наперед место всех тел, которые надо еще открыть она предсказывает даже поведение этих тел, если уже известны реакции, свойственные некоторым веществам того же гомологического ряда [там же]. [c.235]

Понятие о валентности было подготовлено огромной экспериментальной работой всех предшествующих химиков, и в частности работами Берцелиуса. Сложность атомного состава органических соединений не дала возможности Берцелиусу и другим химикам установить какие-то численные закономерности для объяснения атомного состава органических веществ, не указала на связь между закономерностями атомного состава неорганических и органических соединений. Пoэтo iy правильная интерпретация атомного состава химических формул и правильное понимание валентности могли возникнуть тогда, когда были предложены правильные эмпирические формулы для органических веществ, выведенные на единой объективной основе. Этим химическая наука обязана Жерару. Следующим шагом было установление связи между закономерно- [c.307]

Для установления величины саморазложения перманганата при кипячении в кислой среде проводят так называемый глухой опыт к 100 мл дистиллированной воды приливают все необходимые реактивы и проводят окисление, как описано выше. Результаты глухого , или контрольного, опыта вычитают из общего количества КМПО4, затраченного на окисление органических веществ водной вытяжки, как это указано в расчетной формуле. [c.418]