Первые разработки теории химического строения

  ...Однако же, при недостаточно-определенном понимании,  иной способ писания может  привести к недоумениям». 

2.3.   Значение теории  химического строения, её роль 

  С возникновением теории химического строения органическая химия вышла из лабиринта типических формул; были показаны пути к познанию внутреннего строения молекул; появилась  теоретическая основа для понимания  химических процессов, для предсказания новых путей синтеза органических соединений. С самого момента своего возникновения теория химического  строения дала возможность химикам  проводить экспериментальные исследования направленно, целеустремленно.

  Замечательным успехом теории химического строения явилось объяснение явления изомерии, открытого в первой четверти прошлого столетия.

  Как известно, в конце XVIII века был установлен закон  постоянства состава, согласно которому каждое данное вещество имеет определенный, постоянный состав. В течение нескольких десятков лет этому закону придавалось  и обратное значение, т. е. считалось, что данным определенным составом обладает лишь одно определенное вещество. Неправильность последнего положения была показана в результате исследования ряда органических веществ. В 1823 г. Либих, исследовав серебряную соль гремучей кислоты, установил, что ее состав (AgCNO) тождествен составу полученного в 1822 г. Вёлером и резко отличного от нее изоциановокислого серебра.

  Этот замечательный  факт недолго оставался единичным; вскоре были обнаружены многие другие вещества, обладающие одинаковым составом, но разными свойствами. Открытое явление  с 1830 г. начали называть изомерией (от греч. — составленный из одинаковых частей), а вещества с одинаковым составом — изомерами. Попытки объяснить изомерию теорией радикалов и теорией типов были односторонними (как и сами эти теории), а потому не давали удовлетворительных результатов. Фактически в течение почти четырех десятилетий явление изомерии не находило теоретического объяснения.

  Такое объяснение стало возможным только после  создания теории химического строения, согласно которой природа вещества определяется не только характером и числом атомов, входящих в состав молекулы, но и ее структурой, химическим строением. Отсюда с несомненной очевидностью вытекает возможность существования веществ, имеющих одинаковый состав и молекулярный вес и, тем не менее, совершенно различных вследствие неодинакового химического строения. Таким образом, различие в химическом строении явилось естественным и простым объяснением явления изомерии. 

2.4.  Открытие Бутлеровым явления динамической изомерии

  Следует отметить, что А. М. Бутлеров открыл и впервые объяснил также явление динамической изомерии, заключающееся в том, что два или несколько изомеров в определенных условиях легко переходят друг в друга (явление это в настоящее время носит название таутомерия). Проблема изомерии в целом явилась серьезным испытанием для бутлеровской теории и была ею блестяще решена.

  Важной  особенностью учения А. М. Бутлерова является то, что он отнюдь не считал молекулу каким-то неподвижным образованием, в котором отдельные атомы связаны в мертвую, безжизненную конструкцию. По этому поводу он писал:

«...в настоящее  время мы смотрим на химическое соединение не как на что-либо мертвое, неподвижное; мы принимаем, напротив, что оно одарено  постоянным движением, заключенным  в его самых мельчайших частичках, частные взаимные отношения которых  подлежат постоянным переменам, суммируясь при этом в некоторый постоянный средний результат. Мы можем иметь  здесь и постоянные изменения  в химических частицах, составляющих массу веществ, но все это сводится к известному среднему состоянию  самой массы. Словом, вообще мы имеем  всегда перед собою состояние  известного подвижного равновесия. С  этой динамической точки зрения на натуру химического соединения и  на химические реакции, мы ясно объясняем  такие явления, которые, с прежней  точки зрения, были совсем непонятны. Стоит указать, например, на диссоциацию,—  на то, как легко мы теперь объясняем  обратные реакции и т. п.». 

 2.5.  Защита Бутлеровым своих приоритетов. Роль Д.И.Менделеева

  Сформулированные  А. М. Бутлеровым ясные, неопровержимые положения теории химического строения в короткий срок обеспечили ей всеобщее признание. Однако вместе с тем появилась  тенденция замолчать заслуги  А. М. Бутлерова и представить  творцами теории строения только Кекуле и Купера.

  Уже несколько  лет спустя после создания теории строения А. М. Бутлерову пришлось выступить  в защиту своего приоритета, так  как некоторые зарубежные химики, вначале не признававшие и даже не понимавшие его теории, впоследствии пытались приписать честь создания основных положений этой теории себе.

  Решающую  роль А. М. Бутлерова в создании теории химического строения ярко подчеркнул в 1868 г. великий русский ученый Д. И. Менделеев, рекомендуя А. М. Бутлерова в Петербургский университет. Менделеев писал, что Бутлеров «...вновь стремится, путем изучения химических превращений, проникнуть в самую глубь связей, скрепляющих разнородные элементы в одно целое, придает каждому из них прирожденную способность вступать в известное число соединений, а различие свойств приписывает различному способу связи элементов. Никто не проводил этих мыслей столь последовательно, как он, хотя они и проглядывали ранее... Для проведения того же способа воззрения через все классы органических соединений Бутлеров издал в 1864 г. книгу: «Введение к полному изучению органической химии», в прошлом году переведенную на немецкий язык Бутлеров чтениями и увлекательностью идей образовал вокруг себя в Казани школу химиков, работающих в его направлении. Имена Марковникова, Мясникова, Попова, двух Зайцевых, Моргунова и некоторых других успели получить известность по многим открытиям, сделанным преимущественно благодаря самостоятельности бутлерозского направления. Могу лично засвидетельствовать, что такие ученые Франции и Германии, как Вюрц и Кольбе, считают Бутлерова одним из влиятельнейших в наше время двигателей теоретического направления химии».

  А. М. Бутлеров справедливо  считал, что теория химического строения будет развиваться  по мере накопления нового фактического материала. Он писал: «...не могу не заметить, что те заключения, к которым ведет принцип химического строения, оказываются в тысячах случаев согласными с фактами. Как во всякой теории, и здесь, конечно, есть недостатки, несовершенства, — встречаются факты, которые не отвечают строго понятию о химическом строении. Разумеется, следует желать в особенности размножения таких именно фактов; факты, не объясняемые существующими теориями, наиболее дороги для науки, от их разработки следует по преимуществу ожидать ее развития в ближайшем будущем»). 

Заключение

  Теория химического  строения создавалась А. М. Бутлеровым в середине XIX века, в период, когда в России вырастали новые буржуазные общественно-экономические отношения и рост производительных сил привел к мощному развитию естествознания. В этот период И. М. Сеченов и затем И. П. Павлов создают материалистическое учение о высшей нервной деятельности человека и животных, К. А. Тимирязев и несколько позднее И. В. Мичурин закладывают начало нового этапа в развитии биологии, Д. И. Менделеев открывает важнейший закон природы — периодический закон, обобщивший все имевшиеся в то время знания о химических элементах. Н. И. Лобачевский открывает новую область математики.

  Теория химического  строения создала возможность научной  систематизации фактического материала  органической химии, объяснила ее важнейшие  закономерности и дала ключ к предсказанию новых фактов. Она явилась научной  основой для создания современной  органической химии. Она легла в основу современных теоретических представлений органической химии. Сегодня сущность этой теории можно выразить так: физические и химические свойства органических соединений определяются составом их молекул, а также химическим, пространственным и электронным строением.

  Список  литературы 

1. А.И. Артёменко «Органическая химия»: Учебник для строит. спец. вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа; 2000. – 559 с.: ил.

2. А.Е. Чичибабин  «Органическая химия»: Учебник для  вузов. – Т. 1-2. Изд. 3, исп. и доп. 1963. – 910 с.