Фридрих, ты был прав
В середине XIX века произошло удивительное открытие, которое повергло в шок химиков. Два умных немца, Фридрих Вёлер и Юстус Либих, спорили о строении двух кислот – циановой и гремучей.
Циановую кислоту получил в 1824 году Ф. Вёлер, описал ее элементный состав (HOCN) и свойства: это бесцветная легкоподвижная жидкость с резким запахом, tпл = - 80 °С, tкип =23,6 °С, чуть тяжелее воды -плотность 1,14 г/см3 (0°С), хорошо растворима и водный раствор - довольно сильная кислота.
А через год Ю. Либих начал исследовать другую кислоту — гремучую (фульминовую). В свободном виде кислота очень неустойчива, крайне реакционноспособна и взрывоопасна. При температурах ниже −5 °C непродолжительное время существует в виде газа с запахом горького миндаля. Очень ядовита.
Каково же было удивление Ю. Либиха, когда он (совместно с французским химиком Ж. Гей-Люссаком) установил, что серебряная соль гремучей кислоты имеет тот же состав, что и соль циановой кислоты! Но что было еще удивительнее — эти соли (как и кислоты) значительно различались по свойствам.
Недоверчивый Ю. Либих обвинил Ф. Вёлера в том, что тот, мол, допустил ошибку при анализе состава циановой кислоты. Однако через некоторое время Ю. Либих сам убедился, что зря упрекал Ф. Вёлера в ошибке. Повторные анализы, проведённые Вёлером и Либихом, однозначно установили существование веществ, одинаковых по составу, но различающихся по свойствам. Элементный состав гремучей кислоты в точности соответствует составу циановой кислоты. Как говорится, признал ошибку! Со временем химики пришли к выводу, что эти соли действительно имеют один и тот же состав AgCON, т. е. построены из одних и тех же атомов, а свойства у них различаются, потому, что разное строение, по-другому друг за друга цепляются.
Продолжая работы с циановой кислотой, Вёлер, выпаривая раствор изоцианата аммония, получил в 1828 г. изомерное органическое вещество – мочевину.
В 1830 г. Ж.Дюма распространил представление об изомерии на органические соединения.
Сам термин «изомерия» был впервые предложен в 1831 г. выдающимся шведским химиком Я. Берцелиусом, который сам неоднократно убеждался в существовании изомерных веществ. Он установил, что виноградная и виннокаменная кислоты также имеют одинаковый состав, но различаются по свойствам. Берцелиус предложил для обнаруженного явления термин "изомерия" (от греческого ισοζ μερον – равной меры).
Вскоре обнаружилось, что это явление чрезвычайно распространено в органической химии. В состав органических веществ входит относительно небольшое число элементов – углерод, водород, азот, кислород, сера и фосфор (т.н. элементы-органогены) – при огромном разнообразии свойств.
В 1861 г. М. Бутлеровым были опубликованы основные положения теории химического строения органических веществ. Одно из основных положений этой теории говорило о том, что свойства вещества зависят не только от того, какие атомы и сколько их входит в состав молекулы, но и от того, в какой последовательности они соединены между собой в молекуле, т. е. от химического строения молекулы.
Другими словами, под химическим строением А. М. Бутлеров понимал порядок и последовательность соединения атомов в молекуле и явление изомерии получило научное объяснение.