ОРГАНИКАЛЫҚ ХИМИЯ ПӘНІ

Органикалық химияның зерттеу пәні көмірсутектер және олардың туындылары, оларда периодтық жүйенің барлық дерлік элементтері болуы мүмкін. Тірі табиғаттан көптеген органикалық қосылыстар бөлініп, жасанды жолмен құмырсқа қышқылы, қымыздық қышқылы, мочевина да алынған 19 ғасырдың басында органикалық химия дербес ғылым ретінде қалыптасты. Органикалық химияның бейорганикалық химиядан бөлінуі келесі себептерге байланысты:

1. Органикалық қосылыстар өте көп. Қазіргі уақытта 9 миллионнан астам органикалық қосылыстар бөлінген, ал бейорганикалық қосылыстар тек 700 мыңға жуығы белгілі.

2. Олар төмен балқу және қайнау температуралары, жеңіл тұтанғыштық және ұшқыштық, нашар жылу және электр өткізгіштік сияқты қасиеттерге ие.

3. Органикалық қосылыстар бейорганикалықтармен салыстырғанда күрделірек молекулалық құрылымға ие, олар тірі табиғатпен байланысты және жоғары ұйымдасқан заттарға жатады;

Органикалық химияның негізгі міндеті бұрын тірі организмдердің қалдық өнімдерінен бөлініп алынған қосылыстардың қасиеттерін зерттеу болды, енді оның негізгі бағыты қажетті қасиеттері бар заттарды алудың жоғары селективті синтетикалық әдістерін жасау болып табылады.

ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРЫЛЫМ ТЕОРИЯЛАРЫ

Органикалық химияның дамуының ең басында органикалық қосылыстардың құрылымын түсінуге талпыныстар жасалған теориялар пайда болды.

Радикалды теория . Гей-Люссак пен Берцелиус 1815 жылы органикалық қосылыстарда атомдардың тұрақты топтары, радикалдар болатынын, реакциялар кезінде бір қосылыстан екінші қосылысқа ауыса алатынын көрсетті.

Түр теориясы. Лоран мен Жерар 1853 жылы органикалық және қарапайым бейорганикалық қосылыстардың құрылымы мен кейбір қасиеттерінде ұқсастықты анықтады. Мысалы, спирттер судың бір түрі ретінде жіктелді, яғни судағы сутегінің ROH радикалымен, аминдер аммиак түрімен, көмірсутектер сутегінің бір түрімен алмастыру өнімдері ретінде қарастырылды.

1857 жылы Кекуле көміртегі атомы органикалық қосылыстарда төрт валентті деген қорытындыға келді, ал Купер көміртегі тізбектерінің болуы туралы идеяны алға тартты және химиялық байланыстарды көрсету үшін сызықшаларды ұсынды. Дегенмен, бір затқа оның реакцияларының түріне байланысты әртүрлі формулалар тағайындалды. Осылайша, ацетонға 4 түрлі формула, сірке қышқылына 8 және т.б.

Химиялық құрылыс теориясы, қазір біз қолданып жүрген Қазан, содан кейін Санкт-Петербург университеттерінің профессоры А.М.

БУТЛЕРОВ ТЕОРИЯСЫНЫҢ НЕГІЗГІ ЕРЕЖЕЛЕРІ:

1. Химиялық құрылымы туралы ереже.

Органикалық қосылыстардың молекулалары белгілі бір химиялық құрылымға ие, бұл атомдардың валенттілігіне сәйкес бір-бірімен байланысу реттілігі деп түсініледі. Заттың химиялық құрылымын жұмсақ жағдайларда оның ыдырауы немесе синтезі реакцияларын зерттеу арқылы анықтауға болады және құрылымдық формуламен өрнектеледі, мысалы, этан үшін:

немесе қысқартылған құрылымдық формула, мұнда сызықтар тек көміртек атомдары арасында орналастырылады: CH 3 -CH 3.

Құрылымдық формулаларды құрастыру кезінде көміртегі атомының негізгі белгілерін ескеру қажет:

а) көміртек әдетте төрт валентті;

б) көміртек атомдары бір-бірімен байланысып, тізбектер түзе алады: ашық, тармақсыз,

ашық тармақты

в) циклдік

г) көміртек бір, екі, үш валенттілік бірлігін басқа атоммен қосылып, сол арқылы қарапайым байланыс түзе алады.

Химиялық құрылым теориясы

органикалық қосылыстардың құрылымын, яғни молекуладағы атомдар мен байланыстардың орналасу ретін (тәртібін), атомдардың өзара әсерін, сондай-ақ құрылымның заттардың физикалық және химиялық қасиеттерімен байланысын сипаттайтын теория.

Алғаш рет негізгі ережелері H. с. т. «Заттардың химиялық құрылымы туралы» баяндамасында А.М. ол былай деп жазды: «Дененің құрамына кіретін әрбір химиялық атом осы соңғысының түзілуіне қатысады және осы жерде оған жататын белгілі бір химиялық күшпен (тұғындықпен) әрекет етеді деген пікірге сүйене отырып, мен химиялық құрылымды таралу деп атаймын. осы күштің әрекеті, нәтижесінде бір-біріне жанама немесе тікелей әсер ететін химиялық атомдар химиялық бөлшекке біріктіріледі» (Органикалық химия бойынша таңдамалы еңбектер, 1951, 71-72 б.). Кейіннен бұл ережелерді оның бірқатар мақалалары мен «Органикалық химияның толық зерттелуіне кіріспе» (Қазан, 1864-66; неміс басылымы: Лейпциг, 1867-1868) кітабында әзірледі - органикалық химия бойынша бірінші нұсқаулық, онда барлық материал X тұрғысынан жүйеленген. т. құру H. с. т. алдында атом және молекула сияқты маңызды ұғымдар (Химиктердің 1-ші халықаралық конгресі, Карлсруэ, 1860), сонымен қатар Ф.А.Кекуле мен А.С.Купердің көміртегінің төрт валенттілігі туралы постуляциясы (1857-58) болды. Химиялық теориядан туындайтын формулаларға жақын органикалық қосылыстардың графикалық формулалары. т., 1858 жылы Купер ұсынған (қараңыз: Органикалық химия).

H. с негізгі ережелері. т.: а) органикалық молекулаларда атомдар молекулалардың химиялық құрылымын анықтайтын валенттілігіне қарай бір-бірімен белгілі бір ретпен байланысады; б) органикалық қосылыстардың химиялық және физикалық қасиеттері оларды құрайтын атомдардың табиғаты мен санына да, молекулаларының химиялық құрылымына да байланысты; в) әрбір эмпирикалық формула үшін теориялық мүмкін болатын құрылымдардың (изомерлердің) белгілі бір санын алуға болады; г) әрбір органикалық қосылыстың осы қосылыстың қасиеттері туралы түсінік беретін бір химиялық құрылым формуласы болады; д) молекулаларда бір-бірімен байланысқан және тікелей байланыспаған атомдардың өзара әсері болады. Теорияның соңғы ұстанымын Бутлеровтың шәкірті В.В.Марковников (Марковников ережесін қараңыз) және кейіннен көптеген басқа ғалымдар әзірледі.

H. с. т. сол кездегі химиктерге түсініксіз болып қалған изомерияның белгілі жағдайларын (позициясы мен қаңқасы) түсіндіруге мүмкіндік берді (Қараңыз: Изомерия). Бутлеровтың (1863) молекуладағы атомдардың кеңістікте орналасуын анықтау мүмкіндігі туралы болжамы ақталды. 1874 жылы Дж.Вант Хофф және оған тәуелсіз француз химигі Ж.Ле Бель көміртектің төрт валенттілігі нақты кеңістіктік бағдарға ие және тетраэдрдің төбелеріне қарай бағытталған деген пікірді білдірді. онда көміртегі атомы бар. Химиялық байланыстың белгілі бір кеңістіктік бағдары туралы бұл тезис органикалық химияның жаңа саласы – стереохимияның негізін құрады (Стереохимияны қараңыз). Ол сол уақытқа дейін белгілі геометриялық және негізінен оптикалық изомерияның бірқатар жағдайларын, сондай-ақ кейін таутомерия атауын алған құбылысты (Таутомеризмді қараңыз) (Бутлеров, 1862; неміс химигі К. Лаар, 1885) түсіндіруге мүмкіндік берді. .

Бутлеров өз теориясының дұрыстығын бірқатар органикалық қосылыстарды синтездеу арқылы дәлелдеді. H. с. т. органикалық қосылыстардың синтезі және бұрыннан белгілі заттардың құрылымын анықтау бағытында орасан зор болжау қабілетіне ие болды. Сондықтан Бутлеровтың теориясы химия ғылымының, оның ішінде синтетикалық органикалық химияның және химия өнеркәсібінің қарқынды дамуына ықпал етті.

Химия инженериясының одан әрі дамуы. т. органикалық химияны жаңа идеялармен байытты, мысалы, Бензол а-ның циклдік құрылымы (Кекуле, 1865) және оның молекуласындағы қос байланыстардың тербелісі (қозғалысы) туралы (1872) (бұл идея химияда өте маңызды рөл атқарды. ароматты және гетероциклді қосылыстардың), конъюгацияланған байланыстары бар қосылыстардың ерекше қасиеттері туралы (парциалды валенттілік теориясы, Ф.К. И. Тиеле, 1899) және т.б. Стереохимияның дамуы керілу теориясын құруға әкелді (А. Байер, 1885), ол олардың мөлшеріне байланысты циклдердің әртүрлі тұрақтылығын түсіндіреді, содан кейін - конформациялық талдауға (Конформациялық талдауды қараңыз) (неміс химиктері Г. Сахсе, 1890 және Э. Мор, 1918). H. с негізгі ережелері. т.б. органикалық қосылыстарды химиялық, физикалық және есептеу әдістерін қолдану арқылы зерттеу арқылы расталды.

H. с іргелі маңызы. яғни органикалық қосылыстардың молекулаларындағы атомдардың өзара әсері туралы түсініктері бар. Алайда, Х.с. т.бұл әсердің табиғатын, оның ішкі механизмін түсіндіре алмады. Бұл «валенттілік» және «химиялық байланыс» ұғымдарының мәнін ашуға мүмкіндік берген физикадағы жетістіктердің арқасында мүмкін болды. 20 ғасырдың басынан бастап. электронды ұғымдар органикалық химияда пайда болады (органикалық химиядағы электронды теорияларды қараңыз), олар иондардың (Дж. Дж. Томсон), иондық байланыстардың (В. Коссель) және коваленттік байланыстардың (неміс физигі И. Штарк, Г.) табиғатын электронды түсіндіруге негізделген. Н. Льюис). Электрондық ұғымдар атомдардың өзара әсер ету себебін (молекуладағы электрон тығыздығының статикалық және динамикалық ығысуы) түсіндіруге және реагенттердің химиялық құрылымына байланысты реакциялардың бағытын болжауға мүмкіндік берді. 20-жылдардың аяғынан бастап. 20 ғасыр химиялық байланыс кванттық химия тұрғысынан түсіндіре бастады (Кванттық химияны қараңыз).

Бутлеровтың теориясы органикалық қосылыстардың номенклатурасы мен таксономиясының негізінде жатыр (Химиялық номенклатураны қараңыз) және оның құрылымдық формулаларын пайдалану жаңа заттардың синтезінің жолдарын анықтауға және күрделі (соның ішінде табиғи) қосылыстардың құрылымын анықтауға көмектеседі.

Лит.:Бутлеров А.М., Соч., т. 1-3, М., 1953-1958; Марковников В.В., Избр. шығармалары, М., 1955; Химиялық құрылыс теориясының жүз жылдығы. Сенбі. мақалалар, М., 1961; Быков Г.В., Химиялық құрылымның классикалық теориясының тарихы, М., 1960; оның, Органикалық химияның электронды теорияларының тарихы, М., 1963; Жданов Ю., Органикалық қосылыстардың құрылымы теориясы, М., 1971; Реутов О.А., Органикалық химияның теориялық негіздері, М., 1964; Татевский В.М., Молекулалар құрылымының классикалық теориясы және кванттық механика, И., 1973 ж.

Ұлы Совет энциклопедиясы. - М.: Совет энциклопедиясы. 1969-1978 .

Басқа сөздіктерде «Химиялық құрылым теориясы» деген не екенін қараңыз:

Александр Михайлович Бутлеров Туған күні: 3 (15) қыркүйек 1828 (18280915) Туған жері: Чистополь, Қазан губерниясы, Ресей империясы Қайтыс болған күні: 5 (17) тамыз 1886 ... Wikipedia

Органикалық заттардың құрылымдарын сипаттайтын теория. конн. 1861 жылы А.М.Бутлеров әзірлеген.Теорияның негізгі ережелері: 1) молекулалардағы атомдар бір-бірімен валенттіліктеріне сәйкес белгілі бір ретпен байланысады, бұл химиялық құрамын анықтайды. құрылыс...... Жаратылыстану. энциклопедиялық сөздік

Орыс ғалымы А.М.Бутлеровтың химия ғылымындағы көрнекті жаңалығы. Дереккөз: Орыс өркениеті энциклопедиясы ... Ресей тарихы

- ... Википедия

Бензолдың резонанстық құрылымдары Резонанстық теория — химиялық қосылыстардың электрондық құрылымының теориясы, оған сәйкес электрондардың молекулалардағы (соның ішінде күрделі иондар немесе радикалдар) таралуы комбинация (резонанс) ... ... Wikipedia

- (химияда) химиялық құрылымның классикалық теориясының постулаттарын толықтыратын және егер берілген қосылыс үшін классикалық теория (Химиялық құрылым теориясын қараңыз) бірнеше қолайлы ... ... құруға мүмкіндік беретінін көрсететін тұжырымдама.

Химиядағы I типті теория, 19 ғасырдың ортасындағы жетекші химиялық теориялардың бірі. 1839 жылы 1840 жылы Дж.Б.Дюма химиялық қосылыстарды кейбір элементтердің немесе радикалдардың (Радикалды теорияны қараңыз) басқалармен алмастыру өнімдері ретінде қарастыруды ұсынды. Ұлы Совет энциклопедиясы

19 ғасырдың 1-жартысындағы жетекші химиялық теориялардың бірі. Ол оттегінің химиядағы аса маңызды маңызы туралы және химиялық қосылыстардың дуалистік (қос) құрамы туралы А.Л.Лавуазьенің идеяларына негізделген. 1789 жылы...... Ұлы Совет энциклопедиясы

Химияда химиялық құрылымның классикалық теориясының постулаттарын толықтыратын және егер берілген қосылыс үшін классикалық теория бірнеше қолайлы құрылымдық формулаларды құруға мүмкіндік берсе, онда нақты күй ... ... деп тұжырымдайтын тұжырымдама. энциклопедиялық сөздік

Химиядағы тип теориясы, 19 ғасырдың ортасындағы жетекші химиялық теориялардың бірі. 1839 жылы 1840 жылы Дж.Б.Дюма химиялық қосылыстарды кейбір элементтердің немесе радикалдардың (Радикалды теорияны қараңыз) басқаларымен бірнеше «типтік» ... алмастыру өнімдері ретінде қарастыруды ұсынды. Ұлы Совет энциклопедиясы

Кітаптар

• Молекулалық жүйелердің кванттық теориясы. Бірыңғай көзқарас, Д.Кук, Кітапта физиктің көзқарасы бойынша химиялық құрылым теориясының концептуалды мәселелерінің әлемдік әдебиеттегі алғашқы егжей-тегжейлі заманауи талдауы ұсынылған. Тұсаукесер... аясында жүзеге асырылады. Санат: Физикалық химия. Химиялық физика Баспагер: Intellect,

Олар негізгі сұрақтың шешімін талап етті: олар тартылыс күшімен ұсталатын хаотикалық үйінді ме, әлде қасиеттерін зерттеу арқылы анықталатын белгілі бір құрылымы бар бөлшектерді бейнелей ме. Сол кездегі химиктердің көпшілігі сол немесе басқа ескертпелермен қабылданған Жерар, сұраққа ерітіндінің химиялық қасиеттерін зерттеуден бас тартты. Сонымен қатар, осы уақытқа дейін бұл мәселені шешуге негіз бола алатын фактілер мен жалпыламалар жинақталған болатын. Мысалы, ол өте маңызды жалпылауды берді, ол кейбір топтар бастапқыдан өзгермегенде, олар пайда болған кезде қалыптасқанға ауысады. , өз тарапынан ең өзгермелі бөліктерді және осы өзгермеліліктің себептерін зерттеуге айтарлықтай үлес қосты.

Элементтердің ашылуы ерекше маңызға ие болды.

Франкленд ашқаннан кейін олармен анықталатын қатынастарда ғана қосылуға болатыны белгілі болды. Атап айтқанда, төрт валентті (Кекуле, Көлбе) екені анықталды.

1858 жылы Купер үш тілде (ағылшын, француз және неміс) «Жаңа химиялық теория туралы» мақаласын жариялады, онда ол тек екі қасиет қабылданса, барлық белгілерді түсіндіруге болатын көзқарасты жоққа шығарады және білдіреді. назарға: «таңдамалы жақындық» (байланыс) және «тұғындық дәрежесі» ().

Купер былай деп жазды: «Менің көзқарасым бойынша, бұл екі қасиет өзіне тән барлық нәрсені түсіндіруге жеткілікті: мен төменде дәлелдеймін ... Үш, төрт, бес және т.б. және баламалы саннан тұратын, т.б. , соңғысы өзара байланысты түйінді құра отырып, басқа элементтермен ауыстырылуы мүмкін. Бұл бірінің екіншісіне қосылғанын білдіреді. Бұл қасиет, былайша айтқанда, ерекше физиогномия береді және органикалық қосылыстардың қабаттасуының осы уақытқа дейін түсініксіз фактісін түсінуге мүмкіндік береді.

Осылайша көміртегі тізбегі туралы маңызды идеяға келген Купер әрі қарай формулалар арқылы өз көзқарасын білдіреді, оның жоспары бойынша қосылыстардың құрылымының суретін беруі керек. Алғашқы конституциялық формулалар болған оның формулаларына мысал ретінде мыналарды келтіруге болады:

Бұл мысалдардан Купердің осы қосылыстардың, сондай-ақ сол кезде аз зерттелген (шарап және) біршама күрделілерінің конституциясын таңқаларлық түрде дұрыс жеткізе алғаны анық.

Дегенмен, бұл формулалардың барлығы эксперименттік негіздемеден айырылды. Купер олардың эксперименталды тексеру мүмкіндігі туралы мүлде мәселе көтермеді. Оның формулалары, оңай көрінетіндей, ұғымдар мен байланыстарды формальды түсіндіруге және ішінара тіпті интуицияға негізделген. Әрине, бұл тәсілмен қателіктерден аулақ болу мүмкін емес. Мысалы, Купер берген глицерин формулалары енді дұрыс емес:

Осылайша, Купердің оның талантты, қызықты жұмысында әзірлеген көзқарастары қатаң теория сипатына ие емес.

Конституциялық формулаларды бейнелеудің тағы бір әрекетін 1861 жылы Лошмидт жасады. Лошмидт өзінің формулаларын құрастыру кезінде тартылыс және тебілу күштерінің әрекетіне бағынатын ең кішкентай материалдық бөлшектерді қарастырды. Бұл күштерге жақындаған кезде олар теңдестірілген және әртүрлі күштер белгілі бір тепе-теңдік жағдайда бір-біріне жақын ұсталады. Лошмидт шартты түрде атомдық күштердің әсер ету сфераларын белгіледі (мысалы, және - жай, оттегі - қос, азот - үш есе).

Лошмидт формулалары келесі формада болды:

Алты көміртектің байланысу режимі туралы ешқандай түсінік қалыптастыруға тырыспай-ақ В, Лошмидт таңбаны белгіледі

Куперден айырмашылығы, Лошмидт формулаларды таңдағанда, кейде химиялық қасиеттерді басшылыққа алды (өз сөзіндегі тозаңдық). Дегенмен, жалпы алғанда, Лошмидттің формулаларды шығару әдісі абстрактілі және көбінесе жай негізсіз болды. Осылайша, химиялық деректерге сүйенбей, Лошмидт т.б. сияқты формулаларды шығаруға тырысты.

Әрине, бұл формулалар қате болып шықты.

Лошмидт ұсынған формулалардың көпшілігі сәтті шыққанына қарамастан, оның жұмысы сол кездегі химиктердің назарынан тыс қалды және теорияның дамуына айтарлықтай әсер еткен жоқ.

А.М.Бутлеров химиялық құралдардың мүмкін еместігі туралы ережеге қарсы шықты; ол белгілі бір реттілік (химиялық құрылым) бар екенін көрсетті. Бутлеров одан әрі оның химиялық қасиеттерін зерттеу арқылы анықтауға болатынын, ал, керісінше, құрылымын біле отырып, қосылыстың көптеген қасиеттерін болжауға болатынын дәлелдеді. Бутлеров бұл ұстанымды бұрыннан бар фактілік материалдармен негіздеп қана қоймай, сонымен бірге оның негізінде кейіннен өзі және басқа химиктер ашқан жаңаларының болуы мүмкіндігін болжаған.

А.Бутлеров теориясының негізгі идеясын ол 1861 жылы «Заттардың химиялық құрылымы туралы» мақаласында тұжырымдаған. Ол былай деп жазды: «Дене құрамына кіретін әрбір химиялық зат осы соңғысының түзілуіне қатысады және осы жерде оған жататын белгілі бір химиялық күшпен (түйістікпен) әрекет етеді деген пікірге сүйене отырып, мен химиялық құрылымды химиялық құрылым деп атаймын. осы күштің әрекеті, нәтижесінде бір-біріне жанама немесе тікелей әсер ететін химиялық заттар химиялық бөлшекке біріктіріледі.

Бутлеров теориясының негізі химиялық әрекеттесу реті идеясы болып табылады. Бұл химиялық әрекеттесу тәртібі механизм мен физикалық орналасу туралы идеяларды қамтымайды. Бұл маңызды мүмкіндік физикалық модельді құру кезінде әрқашан оған сенуге мүмкіндік береді.

А.М.Бутлеров химиялық құрылым ұғымын анықтай отырып, табиғатқа жаңа анықтама береді: «Күрделі бөлшектің химиялық табиғаты оның элементар құрамдас бөліктерінің табиғатымен, олардың санымен және химиялық құрылымымен анықталады».

Сонымен, А.М.Бутлеров әрқайсысының белгілі бір химиялық құрылымы бар екенін, оның қасиеттерін анықтайтынын және химиялық өзгерістерді зерттеу арқылы оның құрылымын орнатуға болатынын анықтады.

А.М.Бутлеровтың химиялық заттардың маңызы туралы көзқарастары оның теориясының негізгі қағидаларынан туындайды. Бутлеров бұл формулалар «типтік», «реакциялық» емес, конституциялық болуы керек деп есептеді. Осы тұрғыдан алғанда, әрбір адам үшін химиялық қасиеттерді бағалауға болатын бір ғана рационалды формула болуы мүмкін.

Жазу әдісіне келсек, Бутлеров бұл мәселені екінші кезектегі маңызды деп дұрыс санады: «Бұл формада емес, мәні бойынша ұғым, идея екенін есте ұстай отырып, оны қисынды түрде білдіру қажет екенін ескере отырып. формулалары бар қазіргі бөлшектер, яғни онда бар белгілі бір химиялық қатынастар - бұл қатынастарды ыңғайлы түрде білдіретін кез келген жазу әдісі жақсы болуы мүмкін деген сенімге келу қиын емес. Белгілі бір жағдай үшін неғұрлым мәнерлі болатынын таңдай отырып, әртүрлі әдістерді қолдану табиғи нәрсе. Мысалы, C 2 H 6 толығымен дерлік бей-жай бейнелеуге болады:

Алайда, егер түсінік жеткілікті түрде анықталмаса, басқа жазу тәсілі шатасуға әкелуі мүмкін ».

Бұл тамаша факт ұзақ уақыт оқшауланбады; Көп ұзамай құрамы бірдей, бірақ қасиеттері әртүрлі көптеген басқалары ашылды. 1830 жылдан бастап ашылған құбылыс (грек тілінен - ​​бірдей бөліктерден құралған) және құрамы бірдей атомдар деп атала бастады, ол екі немесе одан да көп өлі, қозғалыссыз нәрсеге ұқсамайды; біз, керісінше, оның ең кішкентай бөлшектерінде қамтылған тұрақты қозғалысқа ие екенін, олардың нақты өзара қатынастары қандай да бір тұрақты орташа нәтижеге қорытындылайтын тұрақты өзгерістерге ұшырайтынын қабылдаймыз. Бізде бұл жерде болуы мүмкін және қысқа уақыт ішінде массаны құрайтын химиялық бөлшектердің тұрақты өзгеруі оның жалпыға бірдей танылуын қамтамасыз етті. Алайда, сонымен бірге, А.М.Бутлеровтың еңбегін өшіріп, құрылым теориясын жасаушылар ретінде тек Кекуле мен Куперді көрсету тенденциясы пайда болды.

Құрылым теориясын жасағаннан кейін бірнеше жыл өткен соң, А.М.Бутлеров өзінің басымдылығын қорғау үшін сөйлеуге мәжбүр болды, өйткені бастапқыда оның теориясын мойындамаған немесе тіпті түсінбеген кейбір шетелдік химиктер кейіннен оны құру құрметін көрсетуге тырысты. осы теорияның негізгі ережелері.

А.М.Бутлеровтың жаратылыстағы шешуші рөлін 1868 жылы орыстың ұлы ғалымы Д.И.Менделеев А.М.Бутлеровты Петербург университетіне ұсыну арқылы анық атап көрсетті. Менделеев Бутлеров былай деп жазды: «...химиялық өзгерістерді зерттей отырып, тағы да байланыстардың тереңдігіне, бір-біріне ұқсамайтын элементтерді бір бүтінге енуге ұмтылады, олардың әрқайсысына белгілі бір қосылыстардың санына енуге туа біткен қабілет береді және элементтерді қосудың әртүрлі тәсілдеріне қасиеттерінің айырмашылығы. Ешкім бұл ойларды ол сияқты дәйекті түрде жүргізбеді, бірақ олар бұрын көрінсе де ... Барлық сыныптар арқылы бірдей көзқарасты жүзеге асыру үшін Бутлеров 1864 жылы «Органикалық химияны толық зерттеуге кіріспе» кітабын жариялады. жылы неміс тіліне аударылған Бутлеров оқу және идеяларға қызыға отырып, Қазан қаласында өз бағытында жұмыс істейтін химиктердің мектебін құрады. Марковников, Мясников, Попов, екі Зайцев, Моргунов және басқалардың есімдері негізінен Бутлероз қозғалысының тәуелсіздігінің арқасында жасалған көптеген жаңалықтармен танымал бола алды. Вюрц пен Кольбе сияқты ғалымдар Бутлеровты біздің замандағы химияның теориялық бағытының ең ықпалды драйверлерінің бірі деп санайтынына мен жеке куәлік бере аламын».

А.М.Бутлеров оның жинақталған жаңа фактілік материал ретінде дамитынына дұрыс сенді. Ол былай деп жазды: «...Химиялық құрылым принципі әкелетін тұжырымдар фактілерге сәйкес келетін мыңдаған жағдайларда болатынын байқамай тұра алмаймын. Кез келген теориядағы сияқты және мұнда, әрине, кемшіліктер мен жетілмегендіктер бар, химиялық құрылым тұжырымдамасына қатаң сәйкес келмейтін фактілер бар. Әрине, мұндай фактілердің көбеюін ерекше қалау керек; Қолданыстағы теориялармен түсіндірілмеген фактілер ғылым үшін ең құнды болып табылады, олардың дамуын ең алдымен жақын болашақта күту керек»).

Органикалық химияның дамуындағы ең үлкен оқиға 1961 жылы ұлы орыс ғалымы А.М. Бутлеровтың органикалық қосылыстардың химиялық құрылымы туралы теориясы.

А.М. Бутлеров молекуланың құрылысын, яғни атомдар арасындағы химиялық байланыстардың ретін білу мүмкін емес деп санады. Көптеген ғалымдар тіпті атомдар мен молекулалардың шындығын жоққа шығарды.

А.М. Бутлеров бұл пікірді жоққа шығарды. Ол атомдар мен молекулалардың өмір сүруінің ақиқаты туралы, молекуладағы атомдардың химиялық байланысын білу мүмкіндігі туралы дұрыс материалистік және философиялық идеялардан шықты. Ол заттың химиялық түрленуін зерттей отырып, молекуланың құрылымын тәжірибе арқылы анықтауға болатынын көрсетті. Керісінше, молекуланың құрылымын біле отырып, қосылыстың химиялық қасиеттерін шығаруға болады.

Химиялық құрылым теориясы органикалық қосылыстардың әртүрлілігін түсіндіреді. Ол төрт валентті көміртектің көміртекті тізбектер мен сақиналар түзу қабілетіне, басқа элементтер атомдарымен қосылуына және органикалық қосылыстардың химиялық құрылымында изомерияның болуына байланысты. Бұл теория органикалық химияның ғылыми негізін салып, оның маңызды заңдылықтарын түсіндірді. Оның теориясының негізгі қағидалары А.М. Бутлеров өзінің «Химиялық құрылым теориясы туралы» баяндамасында атап көрсетті.

Құрылым теориясының негізгі принциптері мыналар:

1) молекулаларда атомдар валенттілігіне сәйкес бір-бірімен белгілі реттілікпен байланысады. Атомдардың байланысу реті химиялық құрылым деп аталады;

2) заттың қасиеттері оның молекуласына қандай атомдар және қандай мөлшерде кіретініне ғана емес, сонымен қатар олардың бір-бірімен байланысу ретіне, яғни молекуланың химиялық құрылымына байланысты;

3) молекула құрайтын атомдар немесе атомдар топтары бір-біріне өзара әсер етеді.

Химиялық құрылыс теориясында молекуладағы атомдар мен атомдар топтарының өзара әсер етуіне көп көңіл бөлінеді.

Молекулалардағы атомдардың қосылу ретін бейнелейтін химиялық формулалар құрылымдық формулалар немесе құрылым формулалары деп аталады.

А.М.-ның химиялық құрылыс теориясының маңызы. Бутлерова:

1) органикалық химияның теориялық негізінің ең маңызды бөлігі болып табылады;

2) маңыздылығы бойынша оны элементтердің периодтық жүйесімен салыстыруға болады Д.И. Менделеев;

3) практикалық материалдың үлкен көлемін жүйелеуге мүмкіндік берді;

4) жаңа заттардың болуын алдын ала болжауға, сондай-ақ оларды алу жолдарын көрсетуге мүмкіндік берді.

Химиялық құрылым теориясы органикалық химиядағы барлық зерттеулердің жетекші негізі болып табылады.

5. Изомерия. Қысқа периодты элементтер атомдарының электрондық құрылымы. Химиялық байланыс

Органикалық заттардың қасиеттері олардың құрамына ғана емес, молекуладағы атомдардың қосылу ретіне де байланысты.

Изомерлер – құрамы бірдей және молярлық массасы бірдей, бірақ молекулалық құрылымы әр түрлі, сондықтан әртүрлі қасиеттерге ие заттар.

Химиялық құрылыс теориясының ғылыми маңызы:

1) материя туралы түсініктерін тереңдетеді;

2) молекулалардың ішкі құрылысын білуге ​​апаратын жолды көрсетеді;

3) химияда жинақталған фактілерді түсінуге мүмкіндік береді; жаңа заттардың болуын болжау және оларды синтездеу жолдарын табу.

Осының барлығымен теория органикалық химия мен химия өнеркәсібінің одан әрі дамуына үлкен ықпал етті.

Неміс ғалымы А.Кекуле көміртек атомдарын бір-бірімен тізбекте қосу идеясын білдірді.

Атомдардың электрондық құрылымы туралы ілім.

Атомдардың электрондық құрылымы туралы ілімнің ерекшеліктері: 1) атомдардың химиялық байланысының табиғатын түсінуге мүмкіндік берді; 2) атомдардың өзара әсерінің мәнін анықтау.

Атомдардағы электрондардың күйі және электрондық қабаттардың құрылымы.

Электрондық бұлттар – кеңістікте пішіні, өлшемі және бағыты бойынша ерекшеленетін электрондардың болу ықтималдығы жоғары аймақтар.

Атомда сутегіЖалғыз электрон қозғалыс кезінде сфералық (сфералық) пішінді теріс зарядталған бұлтты құрайды.

S электрондары – сфералық бұлтты құрайтын электрондар.

Сутегі атомында бір электрон бар.

Атомда гелий– екі s-электрон.

Гелий атомының ерекшеліктері: 1) сфералық пішіні бірдей бұлттар; 2) ең жоғары тығыздық ядродан бірдей қашықтықта; 3) электронды бұлттар біріктірілген; 4) ортақ екі электронды бұлтты құрайды.

Литий атомының ерекшеліктері: 1) екі электронды қабаты бар; 2) сфералық бұлты бар, бірақ көлемі жағынан ішкі екі электронды бұлтқа қарағанда айтарлықтай үлкен; 3) екінші қабаттың электроны алғашқы екеуіне қарағанда ядроға әлсіз тартылады; 4) тотығу-тотықсыздану реакцияларында басқа атомдармен оңай ұсталады; 5) s-электроны бар.

Бериллий атомының ерекшеліктері: 1) төртінші электрон s-электрон; 2) сфералық бұлт үшінші электронның бұлтымен біріктірілген; 3) ішкі қабатта екі жұп s-электрон және сыртқы қабатта екі жұп s-электрон бар.

Атомдар біріктірілген кезде неғұрлым көп электрон бұлттары қабаттасса, соғұрлым көп энергия бөлінеді және соғұрлым күштірек болады химиялық байланыс.

ХИМИЯ ЖҰМЫСЫ

ХИМИКАЛЫҚ ҚҰРЫЛЫМ ТЕОРИЯСЫ

ОРГАНИКАЛЫҚ

ҚОСЫЛЫМДАР A.M. БУТЛЕРОВА

АЯҚТАЛДЫ:

Лебедев Евгений

ЖОСПАР:

1. ХІХ ғасырдың БІРІНШІ ЖАРТЫНДА ОРГАНИКАЛЫҚ ЗАТТАР ӨНДІРУГЕ БАЙЛАНЫСТЫ ӨНЕРКӘСІПТІҢ ДАМУЫ ҒАСЫРЛАР .ҒЫЛЫМ МЕН ПРАКТИКА БАЙЛАНЫСЫ.

2. ХІХ ҒАСЫРДЫҢ ОРТАСЫНДАҒЫ ОРГАНИКАЛЫҚ ХИМИЯНЫҢ ЖАҒДАЙЫ ҒАСЫРЛАР.

3. ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРЫЛЫС ТЕОРИЯСЫНЫҢ НЕГІЗІ.

4. А.М. ЗАТТЫҢ ҚҰРЫЛЫМЫ ШӨТЕЛЕГЕН.

5. ТЕОРИЯНЫҢ НЕГІЗГІ ЕРЕЖЕЛЕРІ.

6. ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРЫЛЫС ТЕОРИЯСЫНЫҢ МАҢЫЗЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ ДАМУ БАҒЫТТАРЫ.

Адам органикалық заттармен ерте заманнан таныс. . Алыстағы ата-бабаларымыз маталарды бояу үшін табиғи бояғыштарды пайдаланған, өсімдік майын, жануар майын, қамыс қантын азық-түлік ретінде пайдаланған, спирттік сұйықтықтарды ашыту арқылы сірке суын алған...

Бірақ көміртегі қосылыстары туралы ғылым ХХ ғасырдың бірінші жартысында ғана пайда болды. I X ғасыр.

1828 жылы Я.Берцелиустың шәкірті неміс ғалымы Ф.Вёлер бейорганикалық заттардан органикалық зат – мочевина синтездеді. 1845 жылы неміс химигі А.Кольбе сірке қышқылын жасанды түрде өндірді. 1854 жылы француз химигі М.Бертело майларды синтездеді. Орыс ғалымы А.М. Бутлеров 1861 жылы алғаш рет қантты затты синтездеді.

Өнеркәсіп пен тәжірибенің дамуы ғылымның алдына жаңа міндеттер қойып отырғаны белгілі. Қоғамда техникалық қажеттілік пайда болғаннан кейін ол алға жылжытады

оннан астам университет ғылымды алға жылжытуда.

Бұл сөздерді растау үшін келесі мысалды келтіруге болады. Тоқыма өнеркәсібі ХІХ ғасырдың 40-жылдарында бұдан былай мүмкін болмады

табиғи бояғыштармен қамтамасыз етіңіз - олардың саны жеткіліксіз болды. Ғылымның алдында бояғыштарды синтетикалық жолмен алу міндеті тұрды. Іздестіру жұмыстары басталып, нәтижесінде әртүрлі анилиндік бояғыштар мен бұрын бояғыш өсімдіктің тамырынан алынған ализарин синтезделді. Алынған бояулар өз кезегінде тоқыма өнеркәсібінің қарқынды дамуына ықпал етті.

Қазіргі уақытта көптеген органикалық заттар синтезделеді, тек табиғатта табылғандар ғана емес, сонымен бірге оларда жоқ, мысалы, көптеген пластмассалар, әртүрлі каучуктар, бояғыштардың барлық түрлері, жарылғыш заттар, дәрі-дәрмектер.

Табиғатта кездесетіндерге қарағанда синтетикалық жолмен өндірілген заттар қазір белгілі және олардың саны тез өсуде өсіп келе жатыр. Ең күрделі органикалық заттардың – белоктардың синтезі жүзеге аса бастайды. .

2. Х ортасындағы органикалық химияның жағдайы I X ғасыр.

Бұл арада құрылымға дейінгі теориялар – радикалдар теориясы мен типтер теориясы пайда болды.

Радикалдар теориясы (оны жасаушылар Ж.Дюма, И. Берцелиус) органикалық заттардың құрамыств бір молекуладан екінші молекулаға өтетін радикалдарды қамтиды: радикалдар құрамы бойынша тұрақты және бос күйінде болуы мүмкін. Кейінірек радикалдар алмастыру реакциясы (сутегі атомдарын хлор атомдарымен ауыстыру) нәтижесінде өзгерістерге ұшырауы мүмкін екендігі анықталды. Осылайша, үшхлорсірке қышқылы алынды. Радикалдар теориясы бірте-бірте жоққа шығарылды, бірақ ол ғылымда терең із қалдырды: радикал ұғымы химияда берік орнықты. Радикалдардың бос формада болу мүмкіндігі туралы, белгілі бір топтардың бір қосылыстан екіншісіне көптеген реакциялар кезінде ауысуы туралы мәлімдемелер шындыққа айналды.

40-жылдары жиі кездеседі. 19 ғасырда типтер теориясы болды. Бұл теория бойынша барлық органикалық заттар қарапайым бейорганикалық заттардың туындылары болып саналды - сутегі, хлорсутек, су, аммиак және т.б. Мысалы, сутегінің түрі

Бұл теория бойынша формулалар молекулалардың ішкі құрылымын емес, тек заттың түзілу және реакция әдістерін ғана көрсетеді. Бұл теорияны жасаушы К.Жерард және оның ізбасарлары заттың құрылымын білу мүмкін емес деп есептеді, өйткені реакция кезінде молекулалар өзгереді. Әрбір субстанция үшін заттың түрленуінің әр түрлі түрлері бар сонша формула жазуға болады.

Түрлер теориясы бір уақытта прогрессивті болды, өйткені ол органикалық заттарды жіктеуге, олардың құрамына және кейбір қасиеттеріне қарай белгілі бір түрге жіктеуге болатын болса, бірқатар қарапайым заттарды болжауға және ашуға мүмкіндік берді. Дегенмен, синтезделген заттардың барлығы қосылыстардың бір немесе басқа түріне сәйкес келмейді. Түрлер теориясы өзінің негізгі назарын заттардың қасиеттерін түсіну үшін маңызды болған органикалық қосылыстардың химиялық түрленуін зерттеуге аударды. Кейіннен түрлер теориясы органикалық химияның дамуына тежеу ​​болды, өйткені ол ғылымда жинақталған фактілерді түсіндіре алмады, техникаға, медицинаға, бірқатар салаларға және т.б. үшін қажетті жаңа заттарды синтездеу жолдарын көрсете алмады. фактілер мен бақылауларды түсіндіріп қана қоймай, болжам жасай алатын және жаңа заттарды синтездеу жолдарын көрсететін жаңа теория қажет болды.

Түсіндіруді қажет ететін көптеген фактілер болды -

- валенттілік сұрағы

- изомерия

- формулаларды жазу.

Химиялық құрылыс теориясының алғы шарттары.

Химиялық құрылыс теориясы пайда болған кезде А.М. Бутлеровтың айтуынша, элементтердің валенттілігі туралы көп нәрсе белгілі болды : Э.Франкланд органикалық қосылыстар үшін бірқатар металдар үшін валенттілікті белгіледі, А.Кекуле көміртек атомының төрт валенттілігін ұсынды (1858), көміртегі-көміртек байланысы бар, көміртек атомдарын қосу мүмкіндігі болды; тізбекте (1859, А.С. Купер, А. Кекуле). Бұл идея органикалық химияның дамуында үлкен рөл атқарды.

Химиядағы маңызды оқиға химиктердің халықаралық конгресі (1860, Карлсруэ) болды, онда атом, молекула, атомдық масса және молекулалық салмақ ұғымдары нақты анықталды. Бұған дейін бұл ұғымдарды анықтаудың жалпы қабылданған критерийлері болмағандықтан, заттардың формулаларын жазуда шатасушылық орын алды. А.М. Бутлеров 1840-1880 жылдар аралығындағы химияның ең маңызды жетістігі деп санады. атом және молекула ұғымдарының орнығуы валенттілік туралы ілімнің дамуына серпін берді және химиялық құрылыс теориясын құруға көшуге мүмкіндік берді.

Сонымен, химиялық құрылыс теориясы бекерден-бекер пайда болған жоқ. Оның пайда болуының объективті алғышарттары болды : A). Химияға валенттілік ұғымдарымен және әсіресе кіріспе , көміртек атомының төрт валенттілігі туралы, б). Көміртек-көміртек байланысы түсінігімен таныстыру. V). туралы дұрыс түсінік қалыптастыру атомдар мен молекулалар.

А.М. Бутлеров материяның құрылымы туралы.

1861 жылы А.М. Бутлеров XXXY IШпейердегі неміс дәрігерлері мен натуралистерінің конгресі. Осы уақытта оның органикалық химияның теориялық мәселелері бойынша алғашқы баяндамасы 1858 жылы Парижде Химия қоғамында өтті. Өз сөзінде, сондай-ақ туралы мақалада А.С. Купер (1859) А.М. Бутлеров химиялық құрылым теориясын құруда валенттілік (химиялық жақындық) рөл атқаруы керек деп көрсетеді. Мұнда ол алғаш рет «құрылым» терминін қолданды, материяның құрылымын білу мүмкіндігі туралы және осы мақсаттар үшін эксперименталды зерттеулерді қолдану идеясын білдірді.

Химиялық құрылым туралы негізгі идеяларды А.М. Бутлеров 1861 жылы «Заттардың химиялық құрылымы туралы» баяндамасында. Онда теория мен практиканың артта қалуы атап көрсетілді және типтер теориясы өзінің кейбір жағымды жақтарына қарамастан, үлкен кемшіліктері бар екенін көрсетті. Баяндамада химиялық құрылым ұғымына нақты анықтама беріліп, химиялық құрылымды құру жолдары (әртүрлі реакцияларды қолдану арқылы заттарды синтездеу әдістері) қарастырылады.

А.М. Бутлеров әр зат бір химиялық формулаға сәйкес келеді деп дәлелдеді : ол заттың барлық химиялық қасиеттерін сипаттайды және шын мәнінде молекулалардағы атомдардың химиялық байланыстарының тәртібін көрсетеді. Одан кейінгі жылдары А.М. Бутлеров және оның шәкірттері химиялық құрылыс теориясы негізінде жасалған болжамдардың дұрыстығын тексеру үшін бірқатар тәжірибелік жұмыстар жүргізді. Сонымен, изобутан, изобутилен, пентан изомерлер, бірқатар спирттер және т.б. синтезделді, бұл еңбектерді ғылым үшін маңызы жағынан Д.И. Менднлеев элементтері (экабор, экасиликон, экаалюминий).

Толығымен теориялық көзқарастары А.М. Бутлеровтың «Органикалық химияның толық зерттелуіне кіріспе» (алғашқы басылымы 1864-1866 жж.) химиялық құрылым теориясы негізінде құрылған оқулығында көрініс тапты. Ол молекулалар атомдардың ретсіз жиналуы емес, молекулалардағы атомдар бір-бірімен белгілі бір реттілікпен байланысып, үздіксіз қозғалыста және өзара әсерде болады деп есептеді. Заттың химиялық қасиеттерін зерттей отырып, молекулалардағы атомдардың байланыс ретін белгілеп, оны формуламен өрнектеуге болады.

А.М. Бутлеров затты талдау мен синтездеудің химиялық әдістерінің көмегімен қосылыстың химиялық құрылымын анықтауға болады және керісінше заттың химиялық құрылымын біле отырып, оның химиялық қасиеттерін болжауға болады деп есептеді.

А.М теориясының негізгі ережелері. Бутлеров .

Жоғарыда айтылған мәлімдемелерге сүйене отырып, А.М. Бутлеров, химиялық құрылыс теориясының мәнін келесі ережелермен көрсетуге болады :

Молекулалардағы атомдар ретсіз орналаспайды, олар бір-бірімен валенттілігіне сәйкес белгілі бір реттілікпен байланысқан

А) молекуладағы атомдардың қосылу реттілігі

B) көміртек төрт валентті

B) құрылымдық формулалар (толық)

Молекуладағы атомдардың қосылу реттілігі

D) қысқартылған формулалар

D) тізбектердің түрлері

Изомерия органикалық заттардың әртүрлілігін түсіндіреді. Әртүрлі заттар, химиялық құрылыс теориясы үйрететіндей, молекуланың сапалық және сандық құрамы бірдей атомдардың өзара байланысуының әртүрлі реттеріне сәйкес келеді. Егер бұл теория дұрыс болса, олардың құрылымы мен қасиеттері бойынша ерекшеленетін екі бутан болуы керек. Ол кезде бір ғана бутан белгілі болғандықтан, А.М. Бутлеров басқа құрылымдағы бутанды синтездеуге тырысты. Ол алған заттың құрамы бірдей болды , бірақ басқа қасиеттері, атап айтқанда, қайнау температурасы төмен. INБутаннан айырмашылығы, жаңа зат «изобутан» (грекше «izos» - тең) деп аталды.