Теория А.М.Бутлерова стала революцией, связавшей строение молекул с их свойствами и заложившей основы современной органической химии.
До этой теории органическая химия была скорее набором фактов, чем наукой. Учёные описывали свойства веществ, но не могли объяснить их природу. Теория химического строения Бутлерова (1861) устранила эту путаницу, введя понятия валентности, структурных формул и изомерии, что стало началом современной органической химии.
Вот основные положения теории строения органических веществ:
- Атомы в молекулах соединены в определенном порядке согласно их валентности. Валентность - число химических связей, образуемых атомом в соединении. Валентность углерода в органических молекулах равна 4. Его атомы способны объединяться в цепи разной длины и формы, именно этим обусловлено большое количество органических веществ. Благодаря этому положению химики перестали гадать как именно соединяются атомы в органических молекулах.
- Свойства вещества зависят от его химического строения. Второе положение теории гласит, что химические и физические свойства вещества зависят не только от его количественного и качественного состава, но и от строения молекулы, то есть от порядка соединения атомов и типа связей между ними. До создания теории строения органических соединений считалось, что свойства вещества зависят только от состава. Однако, именно структура молекулы - ключ к пониманию свойств вещества. Бутлеров впервые дал научное обоснование явлению изомерии, показав, что различия в свойствах связаны с изменением структуры молекул. Однако, стоит отметить, что само явление изомерии было впервые описано еще до Бутлерова, когда Ф. Вёлер и Ю. Либих исследовали свойства циановой кислоты HOCN и гремучей кислоты HONC и обнаружили, что несмотря на различие в свойствах, эти кислоты имеют одинаковый состав, т. е. описываются одной и той же молекулярной формулой. А термин «изомерия» был введен Берцелиусом.
- Атомы в молекулах взаимно влияют друг на друга . Структура молекулы — это динамичная система, где важное значение для химических и физических свойств имеет взаимное влияние атомов через электронные эффекты (индуктивный, мезомерный) и пространственные факторы. Показательным примером тут могут быть спирты и фенолы: Фенол проявляет кислотные свойства, в то время как спирты с растворами щелочей не реагируют. Это объясняется тем, что бензольное кольцо фенола перетягивает электроны неподелённой пары электронов кислорода, что увеличивает полярность связи O-H и позволяет молекуле фенола диссоциировать в водных растворах с отщеплением протона. Также в качестве примера показательно влияние различных заместителей в бензоле. Это положение позволяет объяснить, почему изомеры обладают разными свойствами, а также предсказывать новые реакции и синтезировать вещества с заданными характеристиками.
Теория Бутлерова уникальна своей предсказательной силой и систематичностью, а её важность заключается в том, что она превратила органическую химию в точную науку, основанную на структурных принципах.
Больше полезных материалов и конспектов для подготовки к экзаменам по химии в ТГ-канале: