27. Хімічні теорії в органічній хімії: т. Віталізму, т. Радикалів, т. Типів

У першій половині XIX століття було запропоновано виділити сполуки вуглецю в самостійну хімічну дисципліну - органічну хімію. Серед вчених у той час панувало віталістичних світогляд, згідно з яким органічні сполуки утворюються тільки в живому організмі під впливом особливої, надприродної "життєвої сили". Це означало, що отримати органічні речовини шляхом синтезу з неорганічних неможливо, що між органічними та неорганічними сполуками лежить нездоланна прірва. Віталізм настільки зміцнився в умах учених, що довгий час не робилося жодних спроб синтезу органічних речовин. Однак віталізм був спростований практикою, хімічним експериментом. Віталізм (від лат. Vitalis - «життєвий») - вчення про наявність в живих організмах нематеріальної надприродної сили, яка управляє життєвими явищами - «життєвої сили» (лат. Vis vitalis) («душі», «ентелехії», «археї» та інш .). Теорія віталізму постулює, що процеси в біологічних організмах залежать від цієї сили, і не можуть бути пояснені з точки зору фізики, хімії або біохімії.

Історично першою теорією органічної хімії стала теорія радикалів (Ж .Дюма, Ю. Лібіх, І. Берцеліус). На думку авторів, багато перетворення органічних сполук протікають так, що деякі групи атомів (радикали), що не змінюючись, переходять з одного органічної сполуки в інше. Однак, незабаром було встановлено, що в органічних радикалах атоми водню можуть заміщатися навіть на такі відмінні від водню по хімічній природі атоми, як атоми хлору, і при цьому тип хімічної сполуки зберігається.

Теорію радикалів змінила більш досконала і охоплює більший експериментальний матеріал теорія типів (О. Лоран, Ш. Жерар, Ж. Дюма). Теорія типів класифікувала органічні речовини за типами перетворень. До типу водню відносили вуглеводні, до типу хлороводню - галогенопроїзводниє, до типу води - спирти, ефіри, кислоти та їх ангідриди, до типу аміаку - аміни. Однак накопичується величезний експериментальний матеріал вже не вкладався в відомі типи і, крім того, теорія типів не могла передбачити існування та шляхи синтезу нових органічних сполук. Розвиток науки вимагало створення нової, більш прогресивної теорії, для народження якої вже існували деякі передумови: встановлена ​​чотирьохвалентного вуглецю (А. Кекуле і А. Кольбе, 1857), показана здатність атома вуглецю утворювати ланцюжки атомів (А. Кекуле і А. Купер, 1857).

28. Основні положення теорії будови органічних сполук Бутлерова

Вирішальна роль у створенні теорії будови органічних сполук належить великому російському вченому Олександру Михайловичу Бутлерову. 19 вересня 1861 на 36-му з'їзді німецьких природознавців А.М. Бутлеров оприлюднив її у доповіді "Про хімічному будову речовини". Основні положення теорії хімічної будови А. М. Бутлерова можна звести до наступного.

1. Всі атоми в молекулі органічної сполуки пов'язані один з одним в певній послідовності відповідно до їх валентністю. Зміна послідовності розташування атомів приводить до утворення нової речовини з новими властивостями. Наприклад, складом речовини С2Н6О відповідають два різних сполуки: диметиловий ефір (СН3-О-СН3) і етиловий спирт (С2Н5ОН).

2. Властивості речовин залежать від їх хімічної будови. Хімічна будова - це певний порядок в чергуванні атомів в молекулі, у взаємодії і взаємний вплив атомів один на одного - як сусідніх, так і через інші атоми. В результаті кожна речовина має свої особливі фізичні і хімічні властивості. Наприклад, диметиловий ефір - це газ без запаху, нерозчинний у воді, t ° пл. = -138 ° C, t ° кип. = 23,6 ° C; етиловий спирт - рідина з запахом, розчинна у воді, t ° пл. = -114,5 ° C, t ° кип. = 78,3 ° C.

Дане положення теорії будови органічних речовин пояснило явище ізомерії, широко поширене в органічній хімії. Наведена пара сполук - диметиловий ефір і етиловий спирт - один із прикладів, що ілюструють явище ізомерії.

3. Вивчення властивостей речовин дозволяє визначити їх хімічну будову, а хімічну будову речовин визначає їх фізичні та хімічні властивості.

4. Атоми вуглецю здатні з'єднаються між собою, утворюючи вуглецеві ланцюги різного виду. Вони можуть бути як відкритими, так і замкнутими (циклічними), як прямими, так і розгалуженими. Залежно від числа зв'язків, що витрачаються атомами вуглецю на з'єднання один з одним, ланцюги можуть бути насиченими (з одинарними зв'язками) або ненасиченими (з подвійними і потрійними зв'язками).

5. Кожна органічна сполука має одну певну формулу будови або структурну формулу, яку будують, грунтуючись на положенні про чотирьохвалентного вуглеці і здатності його атомів утворювати ланцюги і цикли. Будова молекули як реального об'єкта можна вивчити експериментально хімічними і фізичними методами.

А.М. Бутлеров не обмежився теоретичними поясненнями своєї теорії будови органічних сполук. Він провів ряд експериментів, підтвердивши передбачення теорії отриманням изобутана, тре. бутилового спирту і т.д. Це дало можливість А.М.Бутлеров заявити в 1864 році, що наявні факти дозволяють ручатися за можливість синтетичного отримання будь-якого органічної речовини.

У подальшому розвитку і обгрунтуванні теорії будови органічних сполук велику роль зіграли послідовники Бутлерова - В.В. Марковников, Е.Е. Вагнер, Н.Д. Зелінський, А.Н. Несмєянов та ін.