Предметы химии. Строение атома и теория химических связей

      Основные  положения теории химических связей заключаются в следующем:

      а) в органических молекулах атомы соединяются между собой в определённом порядке согласно их валентности, что определяет химическое строение молекул;

      б) химические и физические свойства органических соединений зависят как от природы  и числа входящих в их состав атомов, так и от химического строения молекул;

      в) для каждой эмпирической формулы  можно вывести определённое число  теоретически возможных структур (изомеров);

      г) каждое органическое соединение имеет  одну формулу химического строения, которая даёт представление о  свойствах этого соединения;

      д) в молекулах существует взаимное влияние атомов как связанных, так  и непосредственно не связанных  друг с другом. Последнее положение  теории было развито учеником Бутлерова  В. В. Марковниковым и в дальнейшем — многими другими учёными.

      Теория  химических связей позволила объяснить остававшиеся непонятными для химиков того времени известные случаи изомерии (положения и скелета). Оправдалось предвидение Бутлерова о возможности определения пространственного расположения атомов в молекуле. В 1874 Я. Вант-Гофф и независимо от него французский химик Ж. Ле Бель высказали идею о том, что четыре валентности углерода имеют чёткую пространственную ориентацию и направлены к вершинам тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. Это положение об определённой пространственной ориентации химических связей легло в основу нового раздела органической химии — стереохимии. Оно позволило объяснить ряд уже известных к тому времени случаев геометрической и, главным образом, оптической изомерии, а также явление, получившее в дальнейшем название таутомерии.

      Правильность  своей теории Бутлеров подтвердил синтезом ряда органических соединений. Теория химических связей обладала огромной предсказательной способностью в направлении синтеза органических соединений и установлении строения уже известных веществ. Поэтому теория Бутлерова способствовала бурному развитию химической науки, в том числе синтетической органической химии, и химической промышленности.

      Дальнейшее  развитие теории химических связей обогатило органическую химию новыми представлениями, например, о циклическом строении бензола (Кекуле, 1865) и осцилляции (перемещении) двойных связей в его молекуле (1872) (это представление сыграло очень большую роль в химии ароматических и гетероциклических соединений), об особых свойствах соединений с сопряжёнными связями (теория парциальных валентностей, Ф. К. И. Тиле, 1899) и др. Развитие стереохимии привело к созданию теории напряжения (А. Байер, 1885), объясняющей различную устойчивость циклов в зависимости от их размера, и в дальнейшем — к конформационному анализу (немецкие химики Г. Заксе, 1890, и Э. Мор, 1918). Основные положения теории химических связей получили подтверждение при изучении органических соединений химическими, физическими и расчётными методами.

      Фундаментальное значение в теории химических связей имеют представления о взаимном влиянии атомов в молекулах органических соединений. Однако теория химических связей не могла объяснить природу этого влияния, его внутренний механизм. Это стало возможным благодаря успехам физики, позволившим раскрыть сущность понятий "валентность" и "химическая связь". С начала 20 в. возникают электронные представления в органической химии, в основе которых лежат электронные трактовки природы ионов (Дж. Дж. Томсон), ионной связи (В. Коссель) и ковалентной связи (немецкий физик И. Штарк, Г. Н. Льюис). Электронные представления позволили объяснить причину взаимного влияния атомов (статическим и динамическим смещением электронной плотности в молекуле) и предсказывать направленность реакций в зависимости от химического строения реагентов. С конца 20-х гг. 20 в. химическую связь стали трактовать с позиций квантовой химии.

      Теория  Бутлерова лежит в основе номенклатуры и систематики органических соединений, а применение его структурных  формул помогает как определению  путей синтеза новых веществ, так и установлению строения сложных (в т. ч. и природных) соединений. 
 
 
 
 

Заключение

      Роль  развития химии как науки, в развитии естественнонаучных знаний - одна из ключевых ролей. Будучи составной частью в  истории формирования общей естественнонаучной картины мира, история познания химических свойств вещества, история практического овладения им, тесно переплеталась с историей развития отношения человека с окружающим миром.

      Люди  всегда проявляли интерес к практической стороне развития химии, затем, на более  поздних этапах становления химических знаний - к методологической стороне.

      Развитие  химической науки, физики и биологии, оказывало влияние на формирование общих мировоззренческих и естественнонаучных знаний, на характер и вопросы законов  познания.

      Химической науке в ее современном развитии и связи с современным естествознанием предстоит выяснить процессы образования минералов земной коры, химических соединений на других планетах и звездах, проникнуть в самые тайники биохимических превращений, вооружить промышленность, сельское хозяйство, здравоохранение новыми синтетическими препаратами, защитить окружающую среду. Те успехи, которые одерживала химия в познании природы, явились результатом тесного единства в развитии химической теории и практики, а также взаимодействия развития химических знаний со знаниями в областях других наук

      В заключение можно сказать, что роль химической науки в формировании, становлении естествознания, его  научных основ, является одной из основополагающих. Достижения химии, химические законы выступают как одна из важнейших составных частей концепции современного естествознания.  
 

Список  использованной литературы 

1. Бутлеров  А. М., Соч., т. 1—3, М., 1953—1958.
2. Марковников В. В., Избр. труды, М., 1955.
3. Столетие теории химического строения. Сб. статей, М., 1961.
4. Быков Г. В., История классической теории химического строения, М., 1960;
5. Жданов Ю. А., Теория строения органических соединений, М., 1971.