Химического строения теория

Исследуя любое вещество, химик определяет, из каких атомов оно состоит, как эти атомы связаны друг с другом, как расположены в пространстве.

С древнейших времен естествоиспытатели стремились понять природу веществ, объяснить их свойства, предсказать поведение в тех или иных условиях. Но это стало возможно лишь после того, как в начале XIX в. были созданы основы химической атомистики (см. Атомно-молекулярное учение). Затем ученые получили надежный фундамент для своих выводов о природе веществ - закон постоянства состава.

После открытия немецкими химиками Ю. Либихом и Ф. Вёлером (1823) явления изомерии и создания (1830-1850) первых теорий органической химии ученые поняли, что свойства веществ зависят не только от их состава, но и от строения (структуры) их молекул. Но как именно и почему свойства зависят от структуры и какова сама структура различных молекул, оставалось неясно.

В 1861 г. на основе работ своих предшественников профессор Казанского университета А. М. Бутлеров сформулировал основные положения теории химического строения, которая и раскрыла впервые эту зависимость.

Основу теории, разработанной Бутлеровым, составляют следующие положения:

а) в молекулах органических веществ атомы соединяются друг с другом в определенном порядке, согласно валентности;

б) химические и физические свойства веществ определяются не только их качественным и количественным составом, но и внутренней структурой молекул, или химическим строением, т.е. порядком (последовательностью) взаимной связи входящих в их состав атомов;

в) изображение строения молекул органических веществ в виде структурных формул дает возможность показать последовательность соединения атомов друг с другом. Бутлеров объяснил явление изомерии, определив изомеры как соединения, обладающие одинаковым составом, но различным химическим строением;

г) формула химического строения дает представление и о свойствах данного соединения;

д) в молекулах существует взаимное влияние атомов как связанных, так и не связанных друг с другом.

В 70-х гг. XIX в. теория химического строения получила дальнейшее развитие при введении в химию пространственных представлений (см. Стереохимия).

Теория Бутлерова способствовала бурному развитию химической науки, в том числе препаративной органической химии, и химической промышленности. Она объяснила многие накопленные к тому времени факты, позволила предсказать некоторые свойства новых соединений и проводить их направленный синтез, она стала основой развития химии на многие десятилетия вперед, вызвала к жизни целый ряд новых методов исследований состава, строения и химических свойств веществ.

В XX в. стали известны основные черты электронной структуры атомов и появилась возможность создания теории химической связи.

На современном уровне научного познания, когда физические методы исследования (рентгеноструктурный анализ, электронография, нейтронография, спектроскопические методы и др.) позволяют устанавливать расположение отдельных атомов вещества в пространстве, определять длину химических связей и валентные углы, а также судить о реакционной способности веществ, каждое новое исследование подтверждает правильность и глубину теории химического строения.