Биография Бутлерова А. М, Теория Химического Строения

сравнить с  открытием предсказанных Д.И. Менднлеевым элементов (

экабор,экасилиций, экаалюминий).

    В  полном объеме теоретические  воззрения  А.М. Бутлерова нашли  отражение

в его учебнике « Введение к полному изучению органической химии» ( первое

издание вышло  в 1864-1866г.г.), построенном на основе теории химического

строения. Он считал, что молекулы – это не хаотичное  скопление атомов, что

атомы в молекулах  соединены между собой в определенной последовательности и

находятся в  постоянном движении и взаимном влиянии. Изучая химические

свойства вещества, можно установить последовательность соединения атомов в

молекулах и  выразить ее формулой.

    А.М.  Бутлеров считал, что с помощью  химических методов анализа и

синтеза вещества можно установить химическое строение соединения и,

наоборот, зная химическое строение вещества , можно предсказать его

химические свойства.

    Основные  положения теории А.М. Бутлерова.

 Основываясь  на приведенных выше высказываниях  А.М. Бутлерова, сущность

теории химического  строения можно выразить в следующих  положениях:

   - атомы  в молекулах располагаются не  беспорядочно, они соединены друг  с

     другом  в определенной последовательности  согласно их валентности 

  А) последовательность  соединения атомов в молекуле

 Б) углерод  четырехвалентен

 В) структурные  формулы (полные)

Последовательность  соединения атомов в молекуле

    Г)  сокращенные формулы

 Д) виды  цепей 

- Изомерия объясняет  многообразие органических веществ.  Различному

порядку взаимосвязи  атомов при одном и том же качественном и количественном

составе молекулы отвечают, как учит теория химического строения, разные

вещества. Если эта теория правильна, должны существовать два бутана,

различающиеся по своему строению и свойствам. Так  как в то время был

известен лишь один бутан, то А.М. Бутлеров предпринял попытку синтезировать

бутан другого  строения. Полученное им вещество имело  тот же состав

               , но другие свойства, в частности  более низкую температуру

кипения. В отличие  от бутана новое вещество получило название « изобутан» (

греч. « изос»- равный):

 Рассматривая  возможное строение пентана                          А.М.

Бутлеров пришел к выводу, что должны существовать три углеводорода такого

состава:

 Все эти  вещества были получены.

    С  увеличением числа атомов углерода  в молекуле число веществ одного и

того же состава  сильно возрастает. Так, согласно теории может существовать

75  углеводородов  состава                    , 1858 веществ с формулой

              и т.д. Явление изомерии, то  есть существование разных веществ

одного и того же состава, известно давно. Но только теория химического

строения дала ему убедительное объяснение. Теперь мы можем сформулировать

более точно, какие  вещества называются изомерами.

   - вещества, имеющие одинаковый состав молекул  ( одну и ту же

     молекулярную  формулу), но различное химическое строение и обладающие

     поэтому  разными свойствами, называются  ИЗОМЕРАМИ. 

     Взаимное  влияние атомов в молекулах.

При образовании  химических связей электроны от одних  атомов переходят к

другим или  же образуют общие электронные пары. При этом наибольшая

электронная плотность  спаренных электронов может быть сдвинута в сторону

того или иного  из атомов в зависимости от их электроотрицательности. В этом

взаимодействии  электронов, их перераспределении при  химических реакциях и

заключается взаимное влияние атомов. Результаты его сказываются на

свойствах вещества, поскольку частично изменяются сами атомы. Например. В

молекуле хлороводорода  хлор сильно оттянул в свою сторону  электронную

плотность связи  с водородом, поэтому вещество легко распадается в водном

растворе на ионы. В молекуле воды сдвиг электронной  плотности к кислороду

меньше, чем к  хлору в хлороводороде, поэтому  молекулы воды распадаются на

ионы в малой  степени. В молекулах аммиака  азот еще в меньшей степени

оттягивает к  себе электроны связей с атомами водорода, и молекула в водном

растворе не подвергается диссоциации.

    Химические  свойства молекулы определяются  свойствами составляющих ее

атомов, их числом и химическим строением. 
 
 

    Значение теории.

     Теория химического строения позволила объяснить многие факты,

накопившиеся  в органической химии в начале второй половины ХIХ в.,

доказала, что  с помощью химических методов ( синтеза, разложения и других

реакций) можно  установить порядок соединения атомов в молекулах ( этим

самым была доказана возможность познания строения вещества);

    Внесла  новое в атомно-молекулярное учение ( порядок расположения атомов

в молекулах, взаимное влияние атомов, зависимость свойств  от строения

молекул вещества). Теория рассматривала молекулы вещества как упорядоченную

систему, наделенную динамикой взаимодействующих атомов. В связи с этим

атомно-молекулярное учение получило свое дальнейшее развитие, что имело

большое значение для науки химии;

    Дала  возможность предвидеть свойства  органических соединений на

основании строения, синтезировать новые вещества, придерживаясь  плана;

    Позволила  объяснить многообразие органических  соединений;

    Дала  мощный толчок синтезу органических  соединений, развитию

промышленности  органического синтеза ( синтез спиртов, эфиров, красителей,

лекарственных веществ и др.).

    Отметим  некоторые аспекты мировоззренческого  значения теории

химического строения, важное для диалектико-материалистического  воспитания

учащихся.

    По  своему содержанию теория химического строения – материалистическая.

В ней утверждаются материальность мира и возможность  его познания, которые

проявляются в  признании реально существующих атомов и молекул, в

возможности познания их строения ( химического и пространственного) и

свойств. Химическая формула молекулы вещества, следовательно, отражает

реально существующую молекулу, связь в ней атомов.

    Разработав  теорию и подтвердив правильность  ее синтезом новых

соединений А.М. Бутлеров не считал теорию абсолютной и неизменной. Он

утверждал, что она должна развиваться, и предвидел, что это развитие пойдет

путем разрешения противоречий между теоретическими знаниями и возникающими

новыми фактами.

    Теория  химического строения, как и предвидел  А.М. Бутлеров, не осталась

неизменной. Дальнейшее ее развитие шло главным образом в двух

взаимосвязанных направлениях

     Первое  из них было предсказано самим  А.М.Бутлеровым

Он считал,что  наука в будущем сможет устанавливать  не только порядок

соединения атомов в молекуле,но и их пространственное расположение. Учение

о пространственном строении молекул, называемое стереохимией ( греч.

«стереос» - пространственный), вошло в науку в 80-х годах  прошлого

столетия. Оно  позволило объяснять и предсказывать  новые факты, не

вмещавшиеся в  рамки прежних теоретических представлений.

    Второе  направление связано с применением  в органической химии учения  об

электронном строении атомов, развитого в физике ХХ века. Это учение

позволило понять природу химической связи атомов, выяснить сущность их

взаимного влияния, объяснить причину проявления веществом тех или иных

химических свойств. 

8.Список Литературы.

1. А. М. Бутлеров. 1828-1928. Сб. статей, Л., 1929.

2. Марковников  В. В. "Московская речь о Бутлерове", "Труды института истории          естествознания и техники", 1956, т. 12, с. 135-81.

3. Быков Г.  В. "История классической теории  химического строения", М., 1960.

4. Быков Г.  В. "Александр Михайлович Бутлеров", М., 1961.

5. "Письма  русских химиков к А. М. Бутлерову"  в книге: Научное наследство, т. 4, М., 1961.