Теория химических строений органических соединений

    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.