Теория химического строения органических веществ А.М. Бутлерова

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Органическая химия- наука об органических веществах, их составе, свойствах и превращениях

Органические вещества
Пять элементов в составе органических веществ:
Углерод
Кислород
Азот
Сера
Водород
Реже: Фосфор, галогены, металлы

Предметом изучения органической химии….
Изучение соединений углерода (строение, свойства, превращения) и является предметом органической химии

Все они содержат углерод С
Все они образованы ковалентными связями
Все они горят с выделением углеродсодержащих веществ
Все вещества природы взаимосвязаны и между ними существует единство
Признаки органических веществ

Валентность – это число химических связей.
Углерод-4
Азот-3
Кислород-2
Водород-1

А.М. Бутлеров (1826-1886) – создатель теории химического строения (1861)
Родился 3 (15) сентября 1828 в Чистополе Казанской губернии в семье помещика,
офицера в отставке. Рано остался без матери и поэтому детство Бутлерова прошло
в имении деда. Воспитывался в одном из частных пансионов в Казани, затем учился
в Казанской гимназии. В возрасте 16 лет поступил на физико-математическое отделение
Казанского университета, который в то время был центром естественнонаучных
исследований в России. В первые годы студенчества увлекался ботаникой и зоологией,
а затем под влиянием лекций К.К.Клауса и Н.Н.Зинина заинтересовался химией и
решил посвятить себя этой науке.

В 1849 Бутлеров окончил университет и по представлению Клауса был оставлен на кафедре в качестве преподавателя. В 1851 Бутлеров получил степень магистра, в 1854 защитил в Московском университете докторскую диссертацию («Об эфирных маслах»), после чего был избран ординарным профессором, а в 1857 — ординарным профессором химии Казанского университета. В 1851 он женился на Н. М. Глумилиной, племяннице С. Т. Аксакова.

Во время заграничной поездки в 1857–1858 сблизился со многими ведущими химиками Европы (Ф.Кекуле, Э.Эрленмейером), участвовал в заседаниях только что организованного Парижского химического общества. Здесь же, в лаборатории Ш.Вюрца, начал первые исследования , послужившие основой теории химического строения. Ее главные положения он сформулировал в докладе О химическом строении вещества , прочитанном на Съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере (сентябрь 1861). В 1868 по представлению Д.И.Менделеева Бутлеров был избран ординарным профессором Петербургского университета, где и работал до конца жизни. В 1870 стал экстраординарным, а в 1874 – ординарным академиком Петербургской академии наук.
Умер Бутлеров в деревне Бутлеровка Казанской губернии 5 августа 1886.

История создания
Попытки создать учение о химическом строении органических соединений предпринимались и до Бутлерова. Этому вопросу были посвящены многочисленные работы крупнейших химиков-органиков того времени – Ф.Кекуле, А.Кольбе, Ш.Вюрца и др. Так, Кекуле, придя к выводу о четырехвалентности углерода, считал, что для одного и того же соединения может существовать несколько «развернутых рациональных формул» в зависимости от того, какое химическое превращение рассматривается. Формулы, полагал он, «никоим образом не могут выражать конструкцию, т.е. расположение атомов в соединении». Кольбе счел принципиально невозможным выяснение химического строения молекул.

Бутлеров впервые в истории органической химии высказал идею, что, изучая химические свойства веществ, можно установить их химическое строение и, наоборот, по структурной формуле вещества можно судить о его свойствах. Бутлеров наметил пути определения химического строения и сформулировал правила, которыми следует руководствоваться. Мощным орудием для выяснения и доказательства структуры молекул он считал органический синтез, особенно проводимый в «умеренных условиях» («невозвышенных температурах»), когда участвующие в реакциях «радикалы» сохраняют свое строение. Исходя из своей теории, предсказал существование многих органических соединений. Так, Бутлеровым был получен один из четырех предсказанных теорией бутиловых спиртов, ученый расшифровал его строение и доказал наличие изомеров. В соответствии с правилами изомерии, также следовавшими из теории Бутлерова, было высказано предположение о существовании четырех валериановых кислот. Строение первых трех было определено в 1871 Эрленмейером и Галлем, а четвертая получена самим Бутлеровым в 1872.

Основные положения ТХС
Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности согласно их валентности

Основные положения ТХС
Свойства веществ зависят от вида и количества атомов в молекуле, а так же от химического строения, т.е. от порядка соединения атомов в молекуле.
Пентан

Основные положения ТХС
Атомы в молекулах взаимно влияют друг на друга

Изомерия
Изомерия- явление существования изомеров
Изомеры- это вещества с одинаковым качественным и количественным составом, но разные по строение и свойствам