Хімічної будови теорія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Хімічної будови теорія

Хімічної будови теорія , теорія, що описує будову органічних сполук, тобто послідовність (порядок) розташування атомів і зв'язків в молекулі, взаємний вплив атомів, а також зв'язок будови з фізичними і хімічними властивостями речовин.

  Вперше основні положення Х. с. т. були висловлені А. М. Бутлеровим в доповіді «Про хімічній будові речовин» (з'їзд німецьких дослідників природи, р. Шпейер, 1861); він писав: «Виходячи від думки, що кожен хімічний атом, що входить до складу тіла, бере участь в освіті цього останнього і діє тут певною кількістю що належить йому хімічної сили (спорідненість), я називаю хімічною будовою розподіл дії цієї сили, унаслідок якої хімічні атоми, посередньо або безпосередньо впливаючи один на одного, з'єднуються в хімічну частку» (Вибрані роботи по органічній хімії, 1951, с. 71—72). Згодом ці положення були розвинені ним у ряді статей і книзі «Введення до повного вивчення органічної хімії» (Казань, 1864—66; німецьке видання: Лейпціг, 1867—1868) — першому керівництві по органічній хімії, в якому весь матеріал систематизований з позицій Х. с. т. Створенню Х. с. т. передували встановлення таких важливих понять, як атом і молекула (1-й Міжнародний конгрес хіміків Карлсруе, 1860), а також постулювало Ф. А. Кекуле і А. С. Купером чотиривалентності вуглецю (1857—58). Графічні формули органічних сполук, близькі формулам, витікаючим з Х. с. т., були запропоновані в 1858 Купером (див. Органічна хімія ).

  Основні положення Х. с. т. полягають в наступному: а) у органічних молекулах атоми з'єднуються між собою в певному порядку згідно їх валентності, що визначає хімічну будову молекул; би) хімічні і фізичні властивості органічних сполук залежать як від природи і числа вхідних в їх склад атомів, так і від хімічної будови молекул; у) для кожної емпіричної формули можна вивести певне число теоретично можливих структур (ізомерів); г) кожна органічна сполука має одну формулу хімічної будови, яка дає уявлення про властивості цього з'єднання; д) у молекулах існує взаємний вплив атомів як зв'язаних, так і безпосередньо не зв'язаних один з одним. Останнє положення теорії було розвинене учнем Бутлерова Ст Ст Марковниковим (див. Марковникова правило ) і надалі — багатьма іншими ученими.

  Х. с. т. дозволила пояснити що залишалися незрозумілими для хіміків того часу відомі випадки ізомерії (положення і скелета). Виправдалося передбачення Бутлерова (1863) про можливість визначення просторового розташування атомів в молекулі. У 1874 Я. Вант-Гофф і незалежно від нього французький хімік Ж. Ле Бель висловили ідею про те, що чотири валентності вуглецю мають чітку просторову орієнтацію і направлені до вершин тетраедра, в центрі якого знаходиться атом вуглецю. Це положення про певну просторову орієнтацію хімічних зв'язків лягло в основу нового розділу органічної хімії — стереохімії . Воно дозволило пояснити ряд вже відомих на той час випадків геометричною і головним чином оптичною ізомерії, а також явище, назва таутомерії (Бутлеров, 1862; німецький хімік До. Лаар, 1885).

  Правильність своєї теорії Бутлеров підтвердив синтезом ряду органічних сполук. Х. с. т. володіла величезною здатністю, що передбачала, у напрямі синтезу органічних сполук і встановленні будови вже відомих речовин. Тому теорія Бутлерова сприяла бурхливому розвитку хімічної науки, у тому числі синтетичній органічній хімії, і хімічній промисловості.

  Подальший розвиток Х. с. т. збагатило органічну хімію новими виставами, наприклад про циклічну будову бензолу (Кекуле, 1865) і осциляції (переміщенні) подвійних зв'язків в його молекулі (1872) (це вистава зіграло дуже велику роль в хімії ароматичних і гетероциклічних з'єднань), про особливі властивості з'єднань із зв'язаними зв'язками (теорія парціальних валентностей, Ф. До. І. Тіле, 1899) і ін. Розвиток стереохімії привів до створення теорії напруги (А. Байер, 1885), що пояснює різну стійкість циклів залежно від їх розміру, і надалі — до конформаційному аналізу (німецькі хіміки Р. Заксе, 1890, і Е. Мор, 1918). Основні положення Х. с. т. отримали підтвердження при вивченні органічних сполук хімічними, фізичними і розрахунковими методами.

  Фундаментальне значення в Х. с. т. мають уявлення про взаємний вплив атомів в молекулах органічних сполук. Проте Х. с. т. не могла пояснити природу цього впливу, його внутрішній механізм. Це стало можливим завдяки успіхам фізики, що дозволили розкрити суть понять «валентність» і «хімічний зв'язок». З початку 20 ст виникають електронні вистави в органічній хімії (див. Електронні теорії в органічній хімії ), в основі яких лежать електронні трактування природи іонів (Дж. Дж. Томсон ), іонному зв'язку (Ст Коссель ) і ковалентному зв'язку (німецький фізик І. Штарк, Р. Н. Люіс ). Електронні вистави дозволили пояснити причину взаємного впливу атомів (статичним і динамічним зсувом електронної щільності в молекулі) і передбачати спрямованість реакцій залежно від хімічної будови реагентів. З кінця 20-х рр. 20 ст хімічний зв'язок стали трактувати з позицій квантовій хімії .

  Теорія Бутлерова лежить в основі номенклатури і систематики органічних сполук (див. Номенклатура хімічна ), а вживання його структурних формул допомагає як визначенню доріг синтезу нових речовин, так і встановленню будови складних (в т.ч. і природних) з'єднань.

  Літ.: Бутлеров А. М., Соч., т. 1—3, М., 1953—1958; Марковников Ст Ст, Ізбр. праці, М., 1955; Століття теорії хімічної будови. Сб. статей, М., 1961; Биків Р. Ст, Історія класичної теорії хімічної будови, М., 1960; його ж, Історія електронних теорій органічної хімії, М., 1963; Жданов Ю. А., Теорія будови органічних сполук, М., 1971; Реутов О. А., Теоретичні основи органічної хімії, [2 видавництва], М., 1964; Татевський Ст М., Класична теорія будови молекул і квантова механіка, І., 1973.