Tutte le sostanze che contengono un atomo di carbonio, oltre a carbonati, carburi, cianuri, tiocianati e acido carbonico, sono composti organici. Ciò significa che possono essere creati da organismi viventi da atomi di carbonio attraverso reazioni enzimatiche o di altro tipo. Oggi molte sostanze organiche possono essere sintetizzate artificialmente, il che consente lo sviluppo della medicina e della farmacologia, nonché la creazione di polimeri e materiali compositi ad alta resistenza.

Classificazione dei composti organici

I composti organici sono la classe di sostanze più numerosa. Ci sono circa 20 tipi di sostanze qui. Sono diversi nelle proprietà chimiche, differiscono nelle qualità fisiche. Diversi sono anche il loro punto di fusione, massa, volatilità e solubilità, nonché il loro stato di aggregazione in condizioni normali. Tra loro:

• idrocarburi (alcani, alchini, alcheni, alcadieni, cicloalcani, idrocarburi aromatici);
• aldeidi;
• chetoni;
• alcoli (diidrico, monoidrico, poliidrico);
• eteri;
• esteri;
• acidi carbossilici;
• ammine;
• aminoacidi;
• carboidrati;
• grassi;
• proteine;
• biopolimeri e polimeri sintetici.

Questa classificazione riflette le caratteristiche della struttura chimica e la presenza di specifici gruppi atomici che determinano la differenza nelle proprietà di una sostanza. In termini generali, la classificazione, che si basa sulla configurazione dello scheletro di carbonio, che non tiene conto delle caratteristiche delle interazioni chimiche, ha un aspetto diverso. Secondo le sue disposizioni, i composti organici sono suddivisi in:

• composti alifatici;
• sostanze aromatiche;
• composti eterociclici.

Queste classi di composti organici possono avere isomeri in diversi gruppi di sostanze. Le proprietà degli isomeri sono diverse, sebbene la loro composizione atomica possa essere la stessa. Ciò risulta dalle disposizioni stabilite da A. M. Butlerov. Inoltre, la teoria della struttura dei composti organici è la base guida di tutta la ricerca in chimica organica. È messo sullo stesso piano della legge periodica di Mendeleev.

Il concetto stesso di struttura chimica è stato introdotto da A. M. Butlerov. Nella storia della chimica, è apparso il 19 settembre 1861. In precedenza, c'erano opinioni diverse nella scienza e alcuni scienziati negavano completamente l'esistenza di molecole e atomi. Pertanto, non c'era ordine nella chimica organica e inorganica. Inoltre, non vi erano regolarità con cui fosse possibile giudicare le proprietà di determinate sostanze. Allo stesso tempo, c'erano anche composti che, a parità di composizione, mostravano proprietà diverse.

Le dichiarazioni di A. M. Butlerov in molti modi hanno indirizzato lo sviluppo della chimica nella giusta direzione e hanno creato solide basi per esso. Attraverso di essa è stato possibile sistematizzare i fatti accumulati, vale a dire le proprietà chimiche o fisiche di determinate sostanze, i modelli del loro ingresso nelle reazioni e così via. Anche la previsione di modi per ottenere composti e la presenza di alcune proprietà comuni è diventata possibile grazie a questa teoria. E, soprattutto, A. M. Butlerov ha dimostrato che la struttura di una molecola di sostanza può essere spiegata in termini di interazioni elettriche.

La logica della teoria della struttura delle sostanze organiche

Poiché, prima del 1861, molti in chimica rifiutavano l'esistenza di un atomo o di una molecola, la teoria dei composti organici divenne una proposta rivoluzionaria per il mondo scientifico. E poiché lo stesso A. M. Butlerov procede solo da conclusioni materialistiche, è riuscito a confutare le idee filosofiche sulla materia organica.

Riuscì a dimostrare che la struttura molecolare può essere riconosciuta empiricamente attraverso reazioni chimiche. Ad esempio, la composizione di qualsiasi carboidrato può essere determinata bruciandone una certa quantità e contando l'acqua e l'anidride carbonica risultanti. La quantità di azoto nella molecola di ammina viene calcolata anche durante la combustione misurando il volume dei gas e rilasciando la quantità chimica di azoto molecolare.

Se consideriamo i giudizi di Butlerov sulla struttura chimica, che dipende dalla struttura, nella direzione opposta, allora si suggerisce una nuova conclusione. Vale a dire: conoscendo la struttura chimica e la composizione di una sostanza, se ne possono assumere empiricamente le proprietà. Ma soprattutto, Butlerov ha spiegato che nella materia organica c'è un numero enorme di sostanze che mostrano proprietà diverse, ma hanno la stessa composizione.

Disposizioni generali della teoria

Considerando e studiando i composti organici, A. M. Butlerov ha dedotto alcuni dei modelli più importanti. Li ha combinati nelle disposizioni della teoria che spiega la struttura delle sostanze chimiche di origine organica. Le disposizioni della teoria sono le seguenti:

• nelle molecole delle sostanze organiche, gli atomi sono interconnessi in una sequenza rigorosamente definita, che dipende dalla valenza;
• la struttura chimica è l'ordine diretto secondo il quale gli atomi sono collegati nelle molecole organiche;
• la struttura chimica determina la presenza delle proprietà di un composto organico;
• a seconda della struttura delle molecole con la stessa composizione quantitativa, possono apparire diverse proprietà della sostanza;
• tutti i gruppi atomici coinvolti nella formazione di un composto chimico hanno un'influenza reciproca l'uno sull'altro.

Tutte le classi di composti organici sono costruite secondo i principi di questa teoria. Avendo gettato le basi, A. M. Butlerov è stato in grado di espandere la chimica come campo della scienza. Ha spiegato che a causa del fatto che il carbonio mostra una valenza di quattro nelle sostanze organiche, la varietà di questi composti è determinata. La presenza di molti gruppi atomici attivi determina se una sostanza appartiene a una certa classe. Ed è proprio per la presenza di specifici gruppi atomici (radicali) che compaiono le proprietà fisiche e chimiche.

Idrocarburi e loro derivati

Questi composti organici di carbonio e idrogeno sono i più semplici nella composizione tra tutte le sostanze del gruppo. Sono rappresentati da una sottoclasse di alcani e cicloalcani (idrocarburi saturi), alcheni, alcadieni e alcatrieni, alchini (idrocarburi insaturi), nonché da una sottoclasse di sostanze aromatiche. Negli alcani, tutti gli atomi di carbonio sono collegati solo da un singolo legame CC, motivo per cui non è possibile incorporare un singolo atomo di H nella composizione dell'idrocarburo.

Negli idrocarburi insaturi, l'idrogeno può essere incorporato nel sito del doppio legame C=C. Inoltre, il legame CC può essere triplo (alchini). Ciò consente a queste sostanze di entrare in molte reazioni associate alla riduzione o all'aggiunta di radicali. Tutte le altre sostanze, per comodità di studiare la loro capacità di entrare in reazioni, sono considerate come derivati ​​di una delle classi di idrocarburi.

Alcoli

Gli alcoli sono chiamati composti chimici organici più complessi degli idrocarburi. Sono sintetizzati a seguito di reazioni enzimatiche nelle cellule viventi. L'esempio più tipico è la sintesi di etanolo dal glucosio come risultato della fermentazione.

Nell'industria, gli alcoli sono ottenuti da derivati ​​alogeni di idrocarburi. Come risultato della sostituzione di un atomo di alogeno con un gruppo ossidrile, si formano alcoli. Gli alcoli monoidrici contengono solo un gruppo ossidrile, polivalente - due o più. Un esempio di alcol diidrico è il glicole etilenico. L'alcool polivalente è il glicerolo. La formula generale degli alcoli è R-OH (R è una catena di carbonio).

Aldeidi e chetoni

Dopo che gli alcoli entrano in reazioni di composti organici associati all'eliminazione dell'idrogeno dal gruppo alcolico (idrossile), si chiude un doppio legame tra ossigeno e carbonio. Se questa reazione avviene nel gruppo alcolico situato nell'atomo di carbonio terminale, come risultato si forma un'aldeide. Se l'atomo di carbonio con alcol non si trova all'estremità della catena di carbonio, il risultato della reazione di disidratazione è la produzione di un chetone. La formula generale dei chetoni è R-CO-R, aldeidi R-COH (R è il radicale idrocarburico della catena).

Esteri (semplici e complessi)

La struttura chimica dei composti organici di questa classe è complicata. Gli eteri sono considerati prodotti di reazione tra due molecole di alcol. Quando l'acqua viene scissa da loro, si forma un composto del campione R-O-R. Meccanismo di reazione: eliminazione di un protone idrogeno da un alcol e un gruppo ossidrile da un altro alcol.

Gli esteri sono prodotti di reazione tra un alcol e un acido carbossilico organico. Meccanismo di reazione: eliminazione dell'acqua dai gruppi alcolici e carbonio di entrambe le molecole. L'idrogeno viene separato dall'acido (lungo il gruppo ossidrile) e il gruppo OH stesso viene separato dall'alcol. Il composto risultante è rappresentato come R-CO-O-R, dove il faggio R indica i radicali, il resto della catena di carbonio.

Acidi carbossilici e ammine

Gli acidi carbossilici sono chiamati sostanze speciali che svolgono un ruolo importante nel funzionamento della cellula. La struttura chimica dei composti organici è la seguente: un radicale idrocarburico (R) con un gruppo carbossilico (-COOH) attaccato ad esso. Il gruppo carbossilico può essere localizzato solo nell'atomo di carbonio estremo, perché la valenza C nel gruppo (-COOH) è 4.

Le ammine sono composti più semplici derivati ​​dagli idrocarburi. Qui, qualsiasi atomo di carbonio ha un radicale amminico (-NH2). Esistono ammine primarie in cui il gruppo (-NH2) è legato a un carbonio (formula generale R-NH2). Nelle ammine secondarie, l'azoto si combina con due atomi di carbonio (formula R-NH-R). Le ammine terziarie hanno azoto attaccato a tre atomi di carbonio (R3N), dove p è un radicale, una catena di carbonio.

Aminoacidi

Gli amminoacidi sono composti complessi che presentano le proprietà sia delle ammine che degli acidi di origine organica. Ne esistono diversi tipi, a seconda della posizione del gruppo amminico rispetto al gruppo carbossilico. Gli alfa aminoacidi sono i più importanti. Qui il gruppo amminico si trova nell'atomo di carbonio a cui è attaccato il gruppo carbossilico. Ciò consente di creare un legame peptidico e sintetizzare le proteine.

Carboidrati e grassi

I carboidrati sono alcoli aldeidici o alcoli cheto. Questi sono composti con una struttura lineare o ciclica, nonché polimeri (amido, cellulosa e altri). Il loro ruolo più importante nella cellula è strutturale ed energetico. I grassi, o meglio i lipidi, svolgono le stesse funzioni, solo che partecipano ad altri processi biochimici. Chimicamente, il grasso è un estere di acidi organici e glicerolo.

Come la scienza prese forma all'inizio del XIX secolo, quando lo scienziato svedese J. J. Berzelius introdusse per la prima volta il concetto di sostanze organiche e di chimica organica. La prima teoria in chimica organica è la teoria dei radicali. I chimici hanno scoperto che durante le trasformazioni chimiche, gruppi di più atomi passano inalterati da una molecola di una sostanza a una molecola di un'altra sostanza, proprio come gli atomi degli elementi passano da una molecola all'altra. Tali gruppi di atomi "immutabili" sono chiamati radicali.

Tuttavia, non tutti gli scienziati erano d'accordo con la teoria dei radicali. Molti generalmente rifiutavano l'idea dell'atomismo: l'idea della struttura complessa della molecola e dell'esistenza dell'atomo come sua parte costituente. Ciò che è innegabilmente provato ai nostri giorni e non suscita il minimo dubbio, nel XIX secolo. fu oggetto di aspre polemiche.

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Alexander Mikhailovich Butlerov nacque il 3 settembre (15) 1828 nella città di Chistopol, nella provincia di Kazan, nella famiglia di un proprietario terriero, un ufficiale in pensione. Ha ricevuto la sua prima educazione in un collegio privato, poi ha studiato al ginnasio e all'Università Imperiale di Kazan. Dal 1849 insegnò, nel 1857 divenne professore ordinario di chimica nella stessa università. Per due volte ne fu rettore. Nel 1851 difese la sua tesi di laurea "Sull'ossidazione dei composti organici" e nel 1854 all'Università di Mosca la sua tesi di dottorato "Sugli oli essenziali". Dal 1868 fu professore ordinario di chimica all'Università di San Pietroburgo, dal 1874 accademico ordinario dell'Accademia delle scienze di San Pietroburgo. Oltre alla chimica, Butlerov prestò attenzione alle questioni pratiche dell'agricoltura, dell'orticoltura, dell'apicoltura e sotto la sua guida iniziò la coltivazione del tè nel Caucaso. Morì nel villaggio di Butlerovka, nella provincia di Kazan, il 5 (17) agosto 1886.

Prima di Butlerov, è stato fatto un numero considerevole di tentativi per creare una teoria sulla struttura chimica dei composti organici. Questo problema è stato affrontato più di una volta dai più eminenti chimici dell'epoca, il cui lavoro è stato parzialmente utilizzato dallo scienziato russo per la sua teoria della struttura. Ad esempio, il chimico tedesco August Kekule ha concluso che il carbonio può formare quattro legami con altri atomi. Inoltre credeva che per uno stesso composto potessero esserci più formule, ma aggiungeva sempre che, a seconda della trasformazione chimica, questa formula poteva essere diversa. Kekule credeva che le formule non riflettessero l'ordine in cui gli atomi sono collegati in una molecola. Un altro eminente scienziato tedesco, Adolf Kolbe, generalmente considerava fondamentalmente impossibile delucidare la struttura chimica delle molecole.

Butlerov espresse per la prima volta le sue idee principali sulla struttura dei composti organici nel 1861 nel rapporto "Sulla struttura chimica della materia", che presentò ai partecipanti al Congresso dei naturalisti e medici tedeschi a Speyer. Nella sua teoria, ha incorporato le idee di Kekule sulla valenza (il numero di legami per un particolare atomo) e del chimico scozzese Archibald Cooper secondo cui gli atomi di carbonio potrebbero formare catene. La differenza fondamentale tra la teoria di Butlerov e le altre era la posizione sulla struttura chimica (e non meccanica) delle molecole, il metodo con cui gli atomi si legavano tra loro, formando una molecola. Allo stesso tempo, ogni atomo stabiliva un legame secondo la "forza chimica" che gli apparteneva specificatamente. Nella sua teoria, lo scienziato ha fatto una chiara distinzione tra un atomo libero e un atomo che si è unito ad un altro (passa in una nuova forma e, per influenza reciproca, gli atomi collegati, a seconda dell'ambiente strutturale, hanno differenti funzioni chimiche). Il chimico russo era convinto che le formule non solo rappresentassero schematicamente le molecole, ma riflettessero anche la loro struttura reale. Inoltre, ogni molecola ha una certa struttura, che cambia solo nel corso delle trasformazioni chimiche. Dalle disposizioni della teoria (successivamente è stato confermato sperimentalmente) derivava che le proprietà chimiche di un composto organico sono determinate dalla sua struttura. Questa affermazione è particolarmente importante, poiché ha permesso di spiegare e prevedere le trasformazioni chimiche delle sostanze. Esiste anche una relazione inversa: la formula strutturale può essere utilizzata per giudicare le proprietà chimiche e fisiche di una sostanza. Inoltre, lo scienziato ha attirato l'attenzione sul fatto che la reattività dei composti è spiegata dall'energia con cui si legano gli atomi.

Con l'aiuto della teoria creata, Butlerov è stato in grado di spiegare l'isomerismo. Gli isomeri sono composti in cui il numero e la "qualità" degli atomi sono gli stessi, ma allo stesso tempo hanno proprietà chimiche diverse, e quindi una struttura diversa. La teoria ha permesso di spiegare casi ben noti di isomeria in modo accessibile. Butlerov credeva che fosse possibile determinare la disposizione spaziale degli atomi in una molecola. Le sue previsioni furono successivamente confermate, il che diede impulso allo sviluppo di una nuova branca della chimica organica: la stereochimica. Va notato che lo scienziato è stato il primo a scoprire e spiegare il fenomeno dell'isomerismo dinamico. Il suo significato sta nel fatto che due o più isomeri in determinate condizioni possono facilmente passare l'uno nell'altro. In generale, è stato l'isomerismo a diventare un serio test per la teoria della struttura chimica e da esso è stato brillantemente spiegato.

Le proposizioni inconfutabili formulate da Butlerov portarono ben presto un riconoscimento universale alla teoria. La correttezza delle idee avanzate è stata confermata dagli esperimenti dello scienziato e dei suoi seguaci. Nel loro processo, hanno dimostrato l'ipotesi dell'isomerismo: Butlerov ha sintetizzato uno dei quattro alcoli butilici previsti dalla teoria, ne ha decifrato la struttura. In accordo con le regole dell'isomerismo, che derivavano direttamente dalla teoria, si esprimeva anche la possibilità dell'esistenza di quattro acidi valerici. Successivamente sono stati ricevuti.

Questi sono solo alcuni fatti di una catena di scoperte: la teoria chimica della struttura dei composti organici aveva una sorprendente capacità predittiva.

In un periodo relativamente breve è stato scoperto, sintetizzato e studiato un gran numero di nuove sostanze organiche e dei loro isomeri. Di conseguenza, la teoria di Butlerov diede impulso al rapido sviluppo della scienza chimica, inclusa la chimica organica sintetica. Pertanto, le numerose sintesi di Butlerov sono i prodotti principali di intere industrie.

La teoria della struttura chimica ha continuato a svilupparsi, il che ha portato molte idee rivoluzionarie alla chimica organica in quel momento. Ad esempio, Kekule ha avanzato un'ipotesi sulla struttura ciclica del benzene e sul movimento dei suoi doppi legami in una molecola, sulle proprietà speciali dei composti con legami coniugati e molto altro. Inoltre, la teoria menzionata ha reso la chimica organica più visiva: è diventato possibile disegnare le formule delle molecole.

E questo, a sua volta, segnò l'inizio della classificazione dei composti organici. È stato l'uso di formule strutturali che ha contribuito a determinare le modalità di sintesi di nuove sostanze, a stabilire la struttura di composti complessi, cioè ha portato allo sviluppo attivo della scienza chimica e dei suoi rami. Ad esempio, Butlerov iniziò a condurre studi seri sul processo di polimerizzazione. In Russia, questa impresa è stata continuata dai suoi studenti, che alla fine hanno permesso di scoprire un metodo industriale per produrre gomma sintetica.

La chimica è una scienza che ci offre tutta la varietà di materiali e oggetti per la casa che, senza esitazione, utilizziamo ogni giorno. Ma per arrivare alla scoperta di una tale varietà di composti oggi conosciuta, molti chimici hanno dovuto percorrere un difficile percorso scientifico.

Enorme lavoro, numerosi esperimenti riusciti e falliti, una colossale base di conoscenze teoriche: tutto ciò ha portato alla formazione di varie aree della chimica industriale, ha permesso di sintetizzare e utilizzare materiali moderni: gomme, plastica, plastica, resine, leghe, vetri vari , siliconi e così via.

Uno dei chimici più famosi e onorati che ha dato un contributo inestimabile allo sviluppo della chimica organica è stato l'uomo russo A. M. Butlerov. Considereremo brevemente le sue opere, i suoi meriti e i suoi risultati di lavoro in questo articolo.

breve biografia

La data di nascita dello scienziato è settembre 1828, il numero varia a seconda delle fonti. Era il figlio del tenente colonnello Mikhail Butlerov, ha perso sua madre abbastanza presto. Ha vissuto tutta la sua infanzia nella tenuta di famiglia di suo nonno, nel villaggio di Podlesnaya Shentala (ora un distretto della Repubblica del Tatarstan).

Studiò in diversi luoghi: prima in una scuola privata chiusa, poi in una palestra. Successivamente è entrato all'Università di Kazan nel Dipartimento di Fisica e Matematica. Tuttavia, nonostante ciò, era più interessato alla chimica. Il futuro autore della teoria della struttura dei composti organici è rimasto sul posto dopo la laurea come insegnante.

1851 - il momento di difendere il primo lavoro di tesi di uno scienziato sul tema "L'ossidazione dei composti organici". Dopo una brillante performance, gli è stata data l'opportunità di gestire tutta la chimica nella sua università.

Lo scienziato morì nel 1886 dove trascorse l'infanzia, nella tenuta di famiglia del nonno. Fu sepolto nella locale cappella di famiglia.

Il contributo dello scienziato allo sviluppo della conoscenza chimica

La teoria di Butlerov sulla struttura dei composti organici è, ovviamente, la sua opera principale. Tuttavia, non l'unico. Fu questo scienziato a creare per primo la scuola di chimica russa.

Inoltre, gli scienziati che in seguito hanno avuto un grande peso nello sviluppo di tutta la scienza sono usciti dalle sue mura. Queste sono le seguenti persone:

• Markovnikov;
• Zaitsev;
• Kondakov;
• Favorsky;
• Konovalov;
• Leopoli e altri.

Lavora in chimica organica

Ci sono molte di queste opere. Dopotutto, Butlerov trascorreva quasi tutto il suo tempo libero nel laboratorio della sua università, effettuando vari esperimenti, traendo conclusioni e conclusioni. Nasce così la teoria dei composti organici.

Ci sono diverse opere particolarmente capienti dello scienziato:

• ha realizzato una relazione per un convegno sul tema "Sulla struttura chimica della materia";
• lavoro di tesi "Informazioni sugli oli essenziali";
• primo lavoro scientifico "Ossidazione dei composti organici".

Prima della sua formulazione e creazione, l'autore della teoria della struttura dei composti organici ha studiato a lungo i lavori di altri scienziati di diversi paesi, ha studiato i loro lavori, compresi quelli sperimentali. Solo più tardi, dopo aver generalizzato e sistematizzato le conoscenze acquisite, rifletteva tutte le conclusioni nelle disposizioni della sua teoria nominale.

Teoria della struttura dei composti organici A. M. Butlerova

Il 19° secolo è segnato dal rapido sviluppo di quasi tutte le scienze, compresa la chimica. In particolare, continuano ad accumularsi vaste scoperte sul carbonio e sui suoi composti, che colpiscono tutti per la loro diversità. Tuttavia, nessuno osa sistematizzare e razionalizzare tutto questo materiale fattuale, portare a un denominatore comune e rivelare schemi comuni su cui tutto è costruito.

Butlerov A.M. è stato il primo a farlo. È lui che possiede l'ingegnosa teoria della struttura chimica dei composti organici, le cui disposizioni ha parlato in massa alla conferenza tedesca dei chimici. Questo è stato l'inizio di una nuova era nello sviluppo della scienza, a cui è salita la chimica organica

Lo stesso scienziato è andato a questo gradualmente. Condusse molti esperimenti e predisse l'esistenza di sostanze con determinate proprietà, scoprì alcuni tipi di reazioni e vide il futuro dietro di esse. Studiò molto i lavori dei suoi colleghi e le loro scoperte. Solo in questo contesto, attraverso un lavoro attento e scrupoloso, è riuscito a creare il suo capolavoro. E ora la teoria della struttura dei composti organici in questo è praticamente la stessa del sistema periodico nell'inorganico.

Scoperte di uno scienziato prima di creare una teoria

Quali scoperte sono state fatte e giustificazioni teoriche fornite agli scienziati prima che apparisse la teoria della struttura dei composti organici di A. M. Butlerov?

1. Il genio domestico fu il primo a sintetizzare sostanze organiche come urotropina, formaldeide, ioduro di metilene e altri.
2. Ha sintetizzato una sostanza simile allo zucchero (alcool terziario) da sostanze inorganiche, infliggendo così un altro colpo alla teoria del vitalismo.
3. Predisse il futuro delle reazioni di polimerizzazione, definendole le migliori e le più promettenti.
4. L'isomeria è stata spiegata per la prima volta solo da lui.

Naturalmente, queste sono solo le pietre miliari principali del suo lavoro. In effetti, molti anni di scrupoloso lavoro di uno scienziato possono essere descritti per molto tempo. Tuttavia, la teoria della struttura dei composti organici è diventata oggi la più significativa, le cui disposizioni saranno discusse ulteriormente.

La prima posizione della teoria

Nel 1861, il grande scienziato russo, in un congresso di chimici nella città di Spira, condivise con i colleghi le sue opinioni sulle cause della struttura e della diversità dei composti organici, esprimendo tutto ciò sotto forma di disposizioni teoriche.

Il primo punto è il seguente: tutti gli atomi all'interno di una singola molecola sono collegati in una sequenza rigorosa, determinata dalla loro valenza. In questo caso, l'atomo di carbonio mostra un indice di valenza di quattro. L'ossigeno ha un valore di questo indicatore uguale a due, l'idrogeno - a uno.

Ha proposto di chiamare tale caratteristica chimica.In seguito, sono state adottate le designazioni di esprimerlo su carta utilizzando formule grafiche strutturali, abbreviate e molecolari.

Ciò include anche il fenomeno della connessione di particelle di carbonio tra loro in catene infinite di varie strutture (lineari, cicliche, ramificate).

In generale, la teoria di Butlerov sulla struttura dei composti organici, con la sua prima posizione, ha determinato il significato della valenza e un'unica formula per ciascun composto, che riflette le proprietà e il comportamento di una sostanza durante le reazioni.

La seconda posizione della teoria

In questo paragrafo è stata data una spiegazione alla diversità dei composti organici nel mondo. Basandosi sui composti di carbonio nella catena, lo scienziato ha suggerito che ci sono composti disuguali nel mondo che hanno proprietà diverse, ma sono completamente identici nella composizione molecolare. In altre parole, c'è un fenomeno di isomeria.

Con questa posizione, la teoria della struttura dei composti organici di A. M. Butlerov non solo ha spiegato l'essenza degli isomeri e dell'isomerismo, ma lo stesso scienziato ha confermato tutto per esperienza pratica.

Quindi, ad esempio, ha sintetizzato un isomero di butano - isobutano. Quindi predisse per il pentano l'esistenza non di uno, ma di tre isomeri, in base alla struttura del composto. E li ha sintetizzati tutti, dimostrando il suo caso.

Divulgazione della terza disposizione

Il punto successivo della teoria dice che tutti gli atomi e le molecole all'interno dello stesso composto sono in grado di influenzare le proprietà l'uno dell'altro. Da ciò dipenderà la natura del comportamento di una sostanza in reazioni di vario tipo, le proprietà chimiche e di altro tipo esposte.

Pertanto, sulla base di tale disposizione, si distinguono diversi per tipologia e struttura del gruppo funzionale di definizione.

La teoria della struttura dei composti organici di A. M. Butlerov è riassunta in quasi tutti i libri di testo di chimica organica. Dopotutto, è lei la base di questa sezione, la spiegazione di tutti gli schemi su cui sono costruite le molecole.

L'importanza della teoria per la modernità

Certamente è fantastico. Questa teoria ha permesso:

1. combinare e sistematizzare tutto il materiale fattuale accumulato al momento della sua creazione;
2. spiegare i modelli di struttura, le proprietà di vari composti;
3. dare una spiegazione completa delle ragioni di una così grande varietà di composti in chimica;
4. diede luogo a numerose sintesi di nuove sostanze basate sulle disposizioni della teoria;
5. ha permesso il progresso delle opinioni, lo sviluppo della scienza atomica e molecolare.

Pertanto, dire che l'autore della teoria della struttura dei composti organici, la cui foto può essere vista sotto, ha fatto molto, è non dire nulla. Butlerov può essere giustamente considerato il padre della chimica organica, l'antenato dei suoi fondamenti teorici.

La sua visione scientifica del mondo, il genio del pensiero, la capacità di prevedere il risultato hanno giocato un ruolo in ultima analisi. Quest'uomo possedeva una capacità colossale di lavoro, pazienza e sperimentava, sintetizzava e addestrava instancabilmente. Mi sbagliavo, ma ho sempre imparato una lezione e tratto le giuste conclusioni dalla prospettiva.

Solo un tale insieme di qualità e acume negli affari, la perseveranza ha permesso di ottenere l'effetto desiderato.

Studiare chimica organica a scuola

Nel corso dell'istruzione secondaria, non viene dedicato molto tempo allo studio delle basi dell'organico. Solo un quarto della 9a elementare e l'intero anno della 10a tappa (secondo il programma di Gabrielyan OS). Tuttavia, questa volta è sufficiente perché i ragazzi siano in grado di studiare tutte le principali classi di composti, le caratteristiche della loro struttura e nomenclatura e il loro significato pratico.

La base per iniziare lo sviluppo del corso è la teoria della struttura dei composti organici di A. M. Butlerov. Il grado 10 è dedicato a una considerazione completa delle sue disposizioni e, in futuro, alla loro conferma teorica e pratica nello studio di ciascuna classe di sostanze.

Per cucinare, coloranti, vestiti, medicine, le persone hanno imparato da tempo a usare varie sostanze. Nel tempo si è accumulata una quantità sufficiente di informazioni sulle proprietà di determinate sostanze, che ha permesso di migliorare i metodi di produzione, lavorazione, ecc. E si è scoperto che molti minerali (sostanze inorganiche) possono essere ottenuti direttamente.

Ma alcune delle sostanze utilizzate dall'uomo non sono state da lui sintetizzate, perché ottenute da organismi viventi o piante. Queste sostanze sono chiamate organiche. Le sostanze organiche non possono essere sintetizzate in laboratorio. All'inizio del XIX secolo si sviluppò attivamente una dottrina come il vitalismo (vita - vita), secondo la quale le sostanze organiche sorgono solo a causa della "forza vitale" ed è impossibile crearle "artificialmente".

Ma con il passare del tempo e lo sviluppo della scienza, sono apparsi nuovi fatti sulle sostanze organiche che erano in contrasto con la teoria esistente dei vitalisti.

Nel 1824, lo scienziato tedesco F. Wöhler sintetizzato acido ossalico per la prima volta nella storia della scienza chimica – materia organica da sostanze inorganiche (cianuro e acqua):

(CN) 2 + 4H 2 O → COOH - COOH + 2NH 3

Nel 1828, Wöller riscaldò il cianato di sodio con ammonio solforico e urea sintetizzata - prodotto dell'attività vitale degli organismi animali:

NaOCN + (NH 4) 2 SO 4 → NH 4 OCN → NH 2 OCNH 2

Queste scoperte hanno svolto un ruolo importante nello sviluppo della scienza in generale e della chimica in particolare. Gli scienziati-chimici iniziarono gradualmente ad allontanarsi dalla dottrina vitalistica e il principio della divisione delle sostanze in organiche e inorganiche si rivelò insostenibile.

Attualmente sostanze ancora diviso in organico e inorganico ma il criterio di separazione è già leggermente diverso.

Le sostanze sono chiamate organiche contenenti carbonio nella loro composizione, sono anche chiamati composti di carbonio. Esistono circa 3 milioni di tali composti, mentre i restanti composti sono circa 300 mila.

Le sostanze che non contengono carbonio sono dette inorganiche e. Ma ci sono delle eccezioni alla classificazione generale: ci sono un certo numero di composti che contengono carbonio, ma appartengono a sostanze inorganiche (monossido e anidride carbonica, disolfuro di carbonio, acido carbonico e suoi sali). Tutti loro sono simili per composizione e proprietà ai composti inorganici.

Nel corso dello studio delle sostanze organiche sono emerse nuove difficoltà: sulla base delle teorie sulle sostanze inorganiche, è impossibile rivelare gli schemi della struttura dei composti organici, per spiegare la valenza del carbonio. Il carbonio in diversi composti aveva valenze diverse.

Nel 1861, lo scienziato russo A.M. Butlerov è stato il primo ad ottenere una sostanza zuccherina per sintesi.

Quando si studiano gli idrocarburi, SONO. Butlerov si sono resi conto che rappresentano una classe molto speciale di sostanze chimiche. Analizzando la loro struttura e proprietà, lo scienziato ha identificato diversi modelli. Hanno costituito la base del teorie della struttura chimica.

1. La molecola di qualsiasi sostanza organica non è disordinata, gli atomi nelle molecole sono collegati tra loro in una certa sequenza secondo le loro valenze. Il carbonio nei composti organici è sempre tetravalente.

2. La sequenza di legami interatomici in una molecola è chiamata struttura chimica e viene riflessa da una formula strutturale (formula della struttura).

3. La struttura chimica può essere stabilita con metodi chimici. (Attualmente vengono utilizzati anche metodi fisici moderni).

4. Le proprietà delle sostanze dipendono non solo dalla composizione delle molecole della sostanza, ma dalla loro struttura chimica (la sequenza di connessione degli atomi degli elementi).

5. Dalle proprietà di una data sostanza, puoi determinare la struttura della sua molecola e dalla struttura della molecola – anticipare le proprietà.

6. Atomi e gruppi di atomi in una molecola interagiscono tra loro.

Questa teoria divenne il fondamento scientifico della chimica organica e ne accelerò lo sviluppo. Sulla base delle disposizioni della teoria, A.M. Butlerov ha descritto e spiegato il fenomeno isomeria, predisse l'esistenza di vari isomeri e ne ottenne alcuni per la prima volta.

Considera la struttura chimica dell'etano – C2H6. Denotando la valenza degli elementi con dei trattini, rappresenteremo la molecola di etano nell'ordine della connessione degli atomi, ovvero scriveremo una formula strutturale. Secondo la teoria di A.M. Butlerov, sarà simile a questo:

Gli atomi di idrogeno e carbonio sono legati in una particella, la valenza dell'idrogeno è uguale a uno e il carbonio – quattro. Due atomi di carbonio sono legati da un legame di carbonio – carbonio (c – DA). La capacità del carbonio di formare C – Il legame C è compreso dalle proprietà chimiche del carbonio. Sullo strato di elettroni esterno, l'atomo di carbonio ha quattro elettroni, la capacità di donare elettroni è la stessa di aggiungere quelli mancanti. Pertanto, il carbonio forma molto spesso composti con un legame covalente, cioè a causa della formazione di coppie di elettroni con altri atomi, compresi gli atomi di carbonio tra loro.

Questo è uno dei motivi della diversità dei composti organici.

I composti che hanno la stessa composizione ma strutture diverse sono chiamati isomeri. Il fenomeno dell'isomeria – uno dei motivi della diversità dei composti organici

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