Kimi dhe farmakologji

Struktura kimike e një substance është rendi i lidhjes së atomeve në molekula. Ndikimi i ndërsjellë i atomeve dhe grupeve atomike në një molekulë. Në këtë rast, respektohet rreptësisht tetravalenca e atomeve të karbonit dhe monovalenca e atomeve të hidrogjenit. Vetitë e substancave varen jo vetëm nga përbërja cilësore dhe sasiore, por edhe nga rendi i lidhjes së atomeve në molekulë, dukuria e izomerizmit.

§1.3. Parimet themelore të teorisë së strukturës kimike të përbërjeve organike nga A.M. Struktura kimike e një substance është rendi i lidhjes së atomeve në molekula. Varësia e vetive të substancave nga struktura kimike e molekulave. Ndikimi i ndërsjellë i atomeve dhe grupeve atomike në një molekulë.
Nga vitet gjashtëdhjetë të shekullit të kaluar, kimia organike kishte grumbulluar një sasi të madhe materialesh faktike që kërkonin shpjegim. Në sfondin e akumulimit të vazhdueshëm të fakteve eksperimentale, pamjaftueshmëria e koncepteve teorike të kimisë organike ishte veçanërisht e mprehtë. Teoria mbeti pas praktikës dhe eksperimentit. Kjo vonesë pati një ndikim të dhimbshëm në ecurinë e kërkimeve eksperimentale në laboratorë; Kimistët kryen kërkimet e tyre kryesisht në mënyrë të rastësishme, verbërisht, shpesh pa kuptuar natyrën e substancave që sintetizuan dhe thelbin e reaksioneve që çuan në formimin e tyre. Kimia organike, siç e shprehu me vend Wöhler, i ngjante një pylli të dendur plot me gjëra të mrekullueshme, një pyll i madh pa dalje, pa fund. "Kimia organike është si një pyll i dendur, ku është e lehtë të hysh, por e pamundur të dalësh." Pra, me sa duket, ishte e destinuar që ishte Kazan që i dha botës një busull me të cilin nuk është e frikshme të hysh në "Pyllin e dendur të kimisë organike". Dhe kjo busull, e cila përdoret ende sot, është teoria e strukturës kimike të Butlerov. Nga vitet 60 të shekullit të kaluar e deri më sot, çdo libër shkollor në botë për kiminë organike fillon me postulatet e teorisë së kimistit të madh rus Alexander Mikhailovich Butlerov.
Parimet themelore të teorisë së strukturës kimike JAM. Butlerov
Pozicioni i 1-të
Atomet në molekula janë të lidhura me njëri-tjetrin në një sekuencë të caktuar sipas valencës së tyre. Sekuenca e lidhjeve ndëratomike në një molekulë quhet struktura e saj kimike dhe pasqyrohet nga një formulë strukturore (formula e strukturës).

Kjo dispozitë zbatohet për strukturën e molekulave të të gjitha substancave. Në molekulat e hidrokarbureve të ngopura, atomet e karbonit bashkohen me njëri-tjetrin për të formuar zinxhirë. Në këtë rast, respektohet rreptësisht tetravalenca e atomeve të karbonit dhe monovalenca e atomeve të hidrogjenit.

Pozicioni i 2-të. Vetitë e substancave varen jo vetëm nga përbërja cilësore dhe sasiore, por edhe nga rendi i lidhjes së atomeve në molekulë.(dukuri e izomerizmit).
Duke studiuar strukturën e molekulave të hidrokarbureve, A. M. Butlerov arriti në përfundimin se këto substanca, duke filluar nga butani (C 4 N 10 ), një rend i ndryshëm i lidhjes së atomeve është i mundur me të njëjtën përbërje molekulash Kështu, në butan është i mundur një renditje e dyfishtë e atomeve të karbonit: në formën e një zinxhiri të drejtë (të padegëzuar) dhe të degëzuar.

Këto substanca kanë të njëjtën formulë molekulare, por formula të ndryshme strukturore dhe veti të ndryshme (pika e vlimit). Prandaj, këto janë substanca të ndryshme. Substancat e tilla quhen izomere.

Dhe fenomeni në të cilin mund të ekzistojnë disa substanca që kanë të njëjtën përbërje dhe të njëjtën peshë molekulare, por ndryshojnë në strukturën dhe vetitë molekulare, quhet fenomen. izomerizmi. Për më tepër, me një rritje të numrit të atomeve të karbonit në molekulat e hidrokarbureve, numri i izomerëve rritet. Për shembull, ka 75 izomere (substanca të ndryshme) që korrespondojnë me formulën C 10 N 22 , dhe 1858 izomerë me formulë C 14 N 30 .

Për përbërjen C 5 H 12 Izomerët e mëposhtëm mund të ekzistojnë (ka tre prej tyre) -

Pozicioni i 3-të. Bazuar në vetitë e një lënde të caktuar, mund të përcaktohet struktura e molekulës së saj, dhe në bazë të strukturës së saj, mund të parashikohen vetitë e saj.Vërtetimi i këtij propozimi Ky pohim mund të vërtetohet duke përdorur shembullin e kimisë inorganike.
Shembull. Nëse kjo substancë ndryshon ngjyrën e lakmusit vjollcë në rozë, ndërvepron me metalet që qëndrojnë para hidrogjenit, me oksidet bazë, bazat, atëherë mund të supozojmë se kjo substancë i përket klasës së acideve, d.m.th. përmban atome hidrogjeni dhe një mbetje acidi. Dhe, anasjelltas, nëse kjo substancë i përket klasës së acideve, atëherë ajo shfaq vetitë e mësipërme. Për shembull: N 2 S O 4 - acid sulfurik

Pozicioni i 4-të. Atomet dhe grupet e atomeve në molekulat e substancave ndikojnë reciprokisht në njëri-tjetrin.
Dëshmi e kësaj pike

Ky pozicion mund të vërtetohet duke përdorur shembullin e kimisë inorganike Për ta bërë këtë, ne duhet të krahasojmë vetitë e tretësirave ujore NH 3, HC1, N 2 O (veprim tregues). Në të tre rastet, substancat përmbajnë atome hidrogjeni, por ato janë të lidhura me atome të ndryshme, të cilat kanë efekte të ndryshme në atomet e hidrogjenit, kështu që vetitë e substancave janë të ndryshme.
Teoria e Butlerov ishte themeli shkencor i kimisë organike dhe kontribuoi në zhvillimin e saj të shpejtë. Bazuar në dispozitat e teorisë, A.M. Butlerov shpjegoi fenomenin e izomerizmit, parashikoi ekzistencën e izomerëve të ndryshëm dhe mori disa prej tyre për herë të parë.
Në vjeshtën e vitit 1850, Butlerov kaloi provimet për një diplomë master në kimi dhe filloi menjëherë disertacionin e doktoraturës "Mbi vajrat esencialë", të cilin e mbrojti në fillim të vitit të ardhshëm.

Më 17 shkurt 1858, Butlerov bëri një raport në Shoqërinë Kimike të Parisit, ku për herë të parë përshkroi idetë e tij teorike rreth strukturës së materies Raporti i tij ngjalli interes të përgjithshëm dhe debat të gjallë: "Aftësia e atomeve për t'u lidhur me njëri-tjetrin është e ndryshme . Veçanërisht interesant në këtë drejtim është karboni, i cili, sipas August Kekule, është katërvalent”, tha Butlerov në raportin e tij.

Askush nuk ka shprehur mendime të tilla deri më tani. Ndoshta ka ardhur koha, vazhdoi Butlerov, kur kërkimi ynë duhet të bëhet baza e një teorie të re të strukturës kimike të substancave. Kjo teori do të dallohet nga saktësia e ligjeve matematikore dhe do të lejojë që dikush të parashikojë vetitë e përbërjeve organike.

Disa vjet më vonë, gjatë udhëtimit të tij të dytë jashtë vendit, Butlerov paraqiti teorinë që kishte krijuar për diskutim. Ai bëri një raport në Kongresin e 36-të të natyralistëve dhe mjekëve gjermanë në Speyer. Kongresi u mbajt në shtator 1861. Ai bëri një prezantim në seksionin kimik. Tema kishte një titull më se modest - "Diçka në lidhje me strukturën kimike të trupave" në raport, Butlerov shprehu dispozitat kryesore të teorisë së tij të strukturës së përbërjeve organike.
Veprat e A.M. Butlerov

Zyra e A.M. Butlerov

Teoria e strukturës kimike bëri të mundur shpjegimin e shumë fakteve që ishin grumbulluar në kiminë organike në fillim të gjysmës së dytë të shekullit të 19-të dhe vërtetoi se me ndihmën e metodave kimike (sintezë, zbërthim dhe reaksione të tjera) ishte e mundur. për të vendosur rendin e lidhjes së atomeve në molekula (kjo vërtetoi mundësinë e njohjes së strukturës së substancave);

Ajo futi diçka të re në shkencën atomike-molekulare (rendi i atomeve në molekula, ndikimi i ndërsjellë i atomeve, varësia e vetive nga struktura e molekulave të një substance). Teoria i konsideronte molekulat e materies si një sistem të rregulluar të pajisur me dinamikën e atomeve që ndërveprojnë. Në këtë drejtim, shkenca atomike-molekulare mori zhvillimin e saj të mëtejshëm, e cila kishte një rëndësi të madhe për shkencën e kimisë;

Bën të mundur parashikimin e vetive të përbërjeve organike në bazë të strukturës, sintetizimin e substancave të reja, duke iu përmbajtur planit;

Na lejoi të shpjegojmë shumëllojshmërinë e përbërjeve organike;

I dha një shtysë të fuqishme sintezës së përbërjeve organike dhe zhvillimit të industrisë së sintezës organike (sinteza e alkooleve, etereve, ngjyrave, substancave medicinale etj.).

Duke zhvilluar teorinë dhe duke konfirmuar korrektësinë e saj me sintezën e komponimeve të reja A.M. Butlerov nuk e konsideroi teorinë absolute dhe të pandryshueshme. Ai argumentoi se ajo duhet të zhvillohet dhe parashikoi që ky zhvillim do të vazhdonte duke zgjidhur kontradiktat midis njohurive teorike dhe fakteve të reja.

Teoria e strukturës kimike, siç parashikohet nga A.M. Butlerov, nuk mbeti i pandryshuar. Zhvillimi i mëtejshëm i saj vazhdoi kryesisht në dy drejtime të ndërlidhura.

E para prej tyre u parashikua nga vetë A.M Butlerov

Ai besonte se shkenca në të ardhmen do të ishte në gjendje të vendoste jo vetëm rendin e lidhjes së atomeve në një molekulë, por edhe rregullimin e tyre hapësinor. Studimi i strukturës hapësinore të molekulave, i quajtur stereokimi (greqisht "stereos" - hapësinor), hyri në shkencë në vitet '80 të shekullit të kaluar. Ai bëri të mundur shpjegimin dhe parashikimin e fakteve të reja që nuk përshtateshin në kuadrin e koncepteve të mëparshme teorike.
Drejtimi i dytë lidhet me zbatimin në kiminë organike të doktrinës së strukturës elektronike të atomeve, të zhvilluar në fizikën e shekullit të njëzetë. Kjo doktrinë bëri të mundur për të kuptuar natyrën e lidhjes kimike të atomeve, për të sqaruar thelbin e ndikimit të tyre të ndërsjellë dhe për të shpjeguar arsyen e shfaqjes së vetive të caktuara kimike nga një substancë.

Formulat strukturore, të detajuara dhe të shkurtra

Arsyet e shumëllojshmërisë së përbërjeve organike

Atomet e karbonit formojnë lidhje të vetme (të thjeshta), të dyfishta dhe të trefishta:

Ka seri homologjike:

Izomerët:

FAQJA \* SHKRIMI 1

Krijimi i një teorie të strukturës në Rusi nuk është një aksident. Vitet gjashtëdhjetë e shekullit të 19-të ishin vite të rritjes së shpejtë të kapitalizmit në Rusi. Kjo, nga ana tjetër, vendosi një sërë kërkesash për shkencën natyrore. Në formësimin e botëkuptimit të natyralistëve rusë të asaj kohe, D. I. Mendeleev, I. M. Sechenov, A. M. Butlerov dhe të tjerë, një rol të madh luajtën veprimtaritë e demokratëve-materialistëve: A. I. Herzen dhe V. .

Butlerov mësoi prej tyre doktrinën materialiste dhe një qëndrim kritik ndaj të gjitha teorive. Për herë të parë, idetë themelore të teorisë së strukturës të shprehura nga A. M. Butlerov në raportin e tij "Mbi strukturën kimike të materies", bërë prej tij më 19 shtator 1861 në një konferencë në Speyer, dhe më pas përfshihen në librin e tij shkollor, e cila u botua në Rusi në 1864-1866., dhe më pas u përkthye në gjermanisht në Gjermani në 1867-1868.

Idetë kryesore të teorisë së A. M. Butlerov mund të përmblidhen shkurtimisht si më poshtë:

1. Të gjithë atomet, duke formuar një molekulë të lëndës organike, janë të lidhura në një sekuencë të caktuar, dhe një pjesë e caktuar e afinitetit kimik shpenzohet për lidhjen e tyre me njëri-tjetrin.

Tetravalenca e karbonit dhe aftësia e tij për të formuar zinxhirë hynë në teori si pjesë përbërëse të saj. Afiniteti kimik - valencë. E gjithë kjo çoi në shkrimin e formulave kimike që përdorim sot, d.m.th. vlerat e hapura të atomeve të karbonit, një zinxhir atomesh karboni të mbyllura në një unazë.

2. Nga struktura kimike një substancë varet nga vetitë e saj kimike dhe fizike. Kjo teori shpjegoi fenomenin e izomerizmit.

3. Studimi i pronave e një substance na lejon të përcaktojmë strukturën e saj, dhe, rrjedhimisht, vetitë e saj.

4. Vetitë kimike të atomeve dhe grupet atomike janë të pandryshuara dhe ndryshojnë vetëm nën ndikimin e atomeve dhe grupeve atomike të pranishme, veçanërisht të atyre që lidhen drejtpërdrejt me njëri-tjetrin.

Ideja e Butlerov për ndikimin e ndërsjellë atomet në një molekulë më pas u zhvilluan shkëlqyeshëm nga studenti i tij V.V.

Merita më e madhe e A. M. Butlerov konsiston jo vetëm në përmbledhjen e një sasie të madhe materialesh faktike dhe paraqitjen e ideve të fundit, por edhe në prova të shkëlqyera eksperimentale të teorisë së strukturës që ai krijoi. Bazuar në teorinë e tij të strukturës, L. M. Butlerov parashikoi ekzistencën e komponimeve dhe madje klasave plotësisht të panjohura (për shembull, alkoolet terciare) në atë kohë dhe më pas ishte në gjendje t'i sintetizonte ato.

Ashtu si D.I Mendeleev, bazuar në sistemin e tij periodik, ai parashikoi elementë të panjohur dhe A. M. Butlerov, bazuar në teorinë e strukturës, parashikoi mundësinë e ekzistencës së substancave të reja dhe i sintetizoi vetë.

A. M. Butlerov për herë të parë shprehu idenë e rregullimit të atomeve jo në një aeroplan, por në hapësirë ​​dhe ishte themeluesi i idesë së izomerizmit hapësinor.

Ai po shikonte një molekulë kimike jo si diçka e vdekur, por në lëvizje të vazhdueshme. Kjo ide e çoi L.M. Butlerov në idenë e "izomerisë së kundërt", d.m.th. ai ishte në të vërtetë themeluesi i idesë së të ashtuquajturit tautomerizëm. Kanë kaluar më shumë se njëqind vjet që nga krijimi i teorisë së A. M. Butlerov, por edhe tani kimistët organikë ende e përdorin atë me të njëjtin sukses.

Më vonë, K. Schorlemmer në vitin 1880 përcaktoi kimia organike si "kimia e hidrokarbureve dhe derivateve të tyre", ai donte të theksonte këtë:

1 Aftësia e karbonit për të formuar zinxhirë të atomeve C - C.

2 Prania e hidrogjenit në shumicën e molekulave organike.

Njeriu ka mësuar prej kohësh të përdorë substanca të ndryshme për të përgatitur ushqim, ngjyra, veshje dhe ilaçe. Me kalimin e kohës është grumbulluar një sasi e mjaftueshme informacioni për vetitë e substancave të caktuara, gjë që ka bërë të mundur përmirësimin e metodave për prodhimin, përpunimin e tyre etj. Dhe doli që shumë minerale (substanca inorganike) mund të merren drejtpërdrejt.

Por disa substanca të përdorura nga njeriu nuk janë sintetizuar prej tij, sepse ato janë marrë nga organizma të gjallë ose bimë. Këto substanca quheshin organike. Substancat organike nuk mund të sintetizoheshin në laborator. Në fillim të shekullit të 19-të, një doktrinë e tillë si vitalizmi (vita - jeta) po zhvillohej në mënyrë aktive, sipas së cilës substancat organike lindin vetëm falë "forcës jetësore" dhe është e pamundur t'i krijohen ato "artificiale".

Por me kalimin e kohës dhe zhvillimin e shkencës, u shfaqën fakte të reja rreth substancave organike që bien ndesh me teorinë ekzistuese vitaliste.

Më 1824, shkencëtari gjerman F. Wöhler sintetizoi acidin oksalik për herë të parë në historinë e shkencës kimike – lëndë organike nga substanca inorganike (cianogjen dhe ujë):

(CN) 2 + 4H 2 O → COOH - COOH + 2NH 3

Në 1828, Wöller ngrohi cianat natriumi me squfur amoniumi dhe sintetizoi ure - mbetjet e organizmave shtazorë:

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

Këto zbulime luajtën një rol të rëndësishëm në zhvillimin e shkencës në përgjithësi, dhe kimisë në veçanti. Shkencëtarët kimikë filluan gradualisht të largoheshin nga mësimi vitalist dhe parimi i ndarjes së substancave në organike dhe inorganike zbuloi mospërputhjen e tij.

Aktualisht substancave ende e ndarë në organike dhe inorganike, por kriteri i ndarjes është paksa i ndryshëm.

Substancat quhen organike që përmbajnë karbon, ato quhen edhe komponime karboni. Ka rreth 3 milion komponime të tilla, përbërësit e mbetur janë rreth 300 mijë.

Substancat që nuk përmbajnë karbon quhen inorganike Dhe. Por ka përjashtime nga klasifikimi i përgjithshëm: ka një sërë përbërjesh që përmbajnë karbon, por ato i përkasin substancave inorganike (monoksidi dhe dioksidi i karbonit, disulfidi i karbonit, acidi karbonik dhe kripërat e tij). Të gjithë ata janë të ngjashëm në përbërje dhe veti me përbërjet inorganike.

Gjatë studimit të substancave organike, janë shfaqur vështirësi të reja: bazuar në teoritë për substancat inorganike, është e pamundur të zbulohen ligjet e strukturës së përbërjeve organike dhe të shpjegohet valenca e karbonit. Karboni në përbërje të ndryshme kishte valenca të ndryshme.

Në 1861, shkencëtari rus A.M. Butlerov ishte i pari që sintetizoi një substancë me sheqer.

Gjatë studimit të hidrokarbureve, JAM. Butlerov kuptoi se ato përfaqësojnë një klasë krejtësisht të veçantë të kimikateve. Duke analizuar strukturën dhe vetitë e tyre, shkencëtari identifikoi disa modele. Ata formuan bazën e teoritë e strukturës kimike.

1. Molekula e ndonjë lënde organike nuk është e rastësishme, atomet në molekula janë të lidhura me njëri-tjetrin në një sekuencë të caktuar sipas valencës së tyre. Karboni në përbërjet organike është gjithmonë katërvalent.

2. Sekuenca e lidhjeve ndëratomike në një molekulë quhet struktura e saj kimike dhe pasqyrohet nga një formulë strukturore (formula strukturore).

3. Struktura kimike mund të përcaktohet duke përdorur metoda kimike. (Momentalisht përdoren edhe metoda moderne fizike).

4. Vetitë e substancave varen jo vetëm nga përbërja e molekulave të substancës, por edhe nga struktura e tyre kimike (sekuenca e kombinimit të atomeve të elementeve).

5. Nga vetitë e një lënde të caktuar mund të përcaktohet struktura e molekulës së saj dhe nga struktura e molekulës – parashikojnë vetitë.

6. Atomet dhe grupet e atomeve në një molekulë ushtrojnë ndikim të ndërsjellë mbi njëri-tjetrin.

Kjo teori u bë baza shkencore e kimisë organike dhe përshpejtoi zhvillimin e saj. Bazuar në dispozitat e teorisë, A.M. Butlerov përshkroi dhe shpjegoi fenomenin izomerizmi, parashikoi ekzistencën e izomerëve të ndryshëm dhe mori disa prej tyre për herë të parë.

Merrni parasysh strukturën kimike të etanit – C2H6. Pasi të kemi caktuar valencën e elementeve me vija, ne do të përshkruajmë molekulën e etanit në rendin e lidhjes së atomeve, domethënë do të shkruajmë formulën strukturore. Sipas teorisë së A.M. Butlerov, do të ketë formën e mëposhtme:

Atomet e hidrogjenit dhe karbonit janë të lidhur në një grimcë, valenca e hidrogjenit është e barabartë me një dhe ajo e karbonit – katër. Dy atome karboni të lidhura me një lidhje karboni – karboni (C – ME). Aftësia e karbonit për të formuar C – Lidhja C është e kuptueshme bazuar në vetitë kimike të karbonit. Atomi i karbonit ka katër elektrone në shtresën e tij të jashtme elektronike, aftësia për të hequr dorë nga elektronet është e njëjtë me aftësinë për të fituar ato që mungojnë. Prandaj, karboni më shpesh formon komponime me një lidhje kovalente, domethënë për shkak të formimit të çifteve të elektroneve me atome të tjera, duke përfshirë atomet e karbonit me njëri-tjetrin.

Kjo është një nga arsyet e diversitetit të përbërjeve organike.

Komponimet që kanë të njëjtën përbërje, por struktura të ndryshme quhen izomere. Fenomeni i izomerizmit – një nga arsyet e diversitetit të përbërjeve organike

Ende keni pyetje? Dëshironi të dini më shumë rreth teorisë së strukturës së përbërjeve organike?
Për të marrë ndihmë nga një mësues -.
Mësimi i parë është falas!

blog.site, kur kopjoni materialin plotësisht ose pjesërisht, kërkohet një lidhje me burimin origjinal.

Që nga zbulimi i zjarrit, njeriu i ka ndarë substancat në të ndezshme dhe jo të ndezshme. Grupi i parë përfshinte kryesisht produkte me origjinë bimore dhe shtazore dhe në grupin e dytë kryesisht produkte minerale. Kështu, ekzistonte një lidhje e caktuar midis aftësisë së një lënde për t'u djegur dhe përkatësisë së saj në botën e gjallë dhe të pajetë.

Në vitin 1867, J. Berzelius propozoi që komponimet e grupit të parë të quheshin organike dhe përcaktoi substanca si uji dhe kripërat, të cilat janë karakteristike për natyrën e pajetë, si inorganike.

Disa substanca organike në formë pak a shumë të pastër janë të njohura për njeriun që nga kohra të lashta (uthulla, shumë ngjyra organike). Një sërë përbërjesh organike, si urea, alkooli etilik dhe "eteri sulfurik", u morën nga alkimistët. Shumë substanca, veçanërisht acidet organike (oksalike, limoni, laktik, etj.) dhe bazat organike (alkaloide), u izoluan nga bimët dhe kafshët në gjysmën e dytë të shekullit të 18-të dhe në vitet e para të shekullit të 19-të. Kjo kohë duhet konsideruar si fillimi i kimisë organike shkencore.

v Teoria e vitalizmit . Në shek. forcë, pa të cilën nuk mund të krijohen artificialisht, në një balonë. Ajo kohë ishte një kohë dominimi vitalizëm- një doktrinë që e konsideron jetën si një fenomen të veçantë, që nuk i nënshtrohet ligjeve të universit, por ndikimit të forcave të veçanta jetësore.

Një shekull më parë, mbrojtësi i vitalizmit ishte G. Stahl, themeluesi i teorisë së phlogiston. Sipas tij, kimistët që merreshin me substancat më të zakonshme, natyrisht nuk ishin në gjendje të kryenin transformimet e tyre, të cilat kërkonin pjesëmarrjen e forcave jetike.

Dyshimet e para për vlefshmërinë e teorisë vitaliste u ngritën nga studenti i J. Berzelius, kimisti gjerman F. Wöhler, i cili sintetizoi ure nga cianati i amonit, i klasifikuar pa kushte si një substancë inorganike:

Nuk ka nevojë të mbivlerësohet rëndësia e kësaj pune, sepse... urea është në të vërtetë një molekulë e riorganizuar e cianatit të amonit, por, megjithatë, rëndësia e zbulimit të F. Wöhler nuk mund të mohohet, sepse ai kontribuoi në përmbysjen e vitalizmit dhe frymëzoi kimistët për të sintetizuar substanca organike.

Në vitin 1845, A. Kolbe, student i F. Wöhler, kreu një sintezë nga elementë, d.m.th. sintezë e plotë, acid acetik. Kimisti francez P. Berthelot përftoi alkoole metil dhe etilik, metan. Sidoqoftë, ekzistonte një mendim se sinteza e një substance kaq komplekse si sheqeri nuk do të arrihej kurrë. Sidoqoftë, tashmë në 1861 A. Butlerov sintetizoi një substancë të ngjashme me sheqerin - metilenitan.

Njëkohësisht me këto sinteza të rëndësishme për kiminë organike, numri i përgjithshëm i përbërjeve të sintetizuara që përmbajnë karbon që nuk gjenden në natyrë u rrit me shpejtësi. Kështu, në 1825, M. Faraday mori benzenin edhe më herët, u bënë të njohur etilen, etilen bromid dhe një numër derivatesh të benzenit. Në vitin 1842, N. Zinin mori anilinë nga nitrobenzeni dhe në vitet 50 të të njëjtit shekull u sintetizuan "ngjyrat aniline" të para nga anilina - mauvais dhe fuchsin i W. Perkin. Nga mesi i viteve 50 të shekullit të nëntëmbëdhjetë. teoria vitaliste u rrëzua plotësisht.

v Teoria dualiste e J. Berzelius . Bazat e kimisë strukturore të substancave organike u hodhën nga J. Berzelius, i cili, duke ndjekur A. Lavoisier, shtriu analizën sasiore në objektet organike dhe krijoi për të shpjeguar natyrën e tyre. dualiste (elektrokimike) teori - teoria e parë shkencore në kimi. Sipas J. Berzelius, një atom i një elementi kombinohet me oksigjenin për faktin se ai është elektropozitiv, dhe oksigjeni është elektronegativ; Kur lidhet, ngarkesat neutralizohen. J. Berzelius besonte se teoria e tij ishte e zbatueshme edhe për kiminë organike, me ndryshimin se në përbërjet organike radikalët në okside janë më komplekse, për shembull, ato hidrokarbure. Përndryshe, kjo teori quhet edhe " teoria e radikaleve komplekse».

Sipas A. Lavoisier, radikalet e përbërjeve organike përbëhen nga karboni, hidrogjeni dhe oksigjeni, të cilëve, në rastin e substancave me origjinë shtazore, shtohet azoti dhe fosfori.

v Teoria radikale . Teoria e radikalëve u bë një zhvillim i teorisë së Berzelius. Në 1810, J. Gay-Lussac vuri re se grupi CN (grupi cianid) mund të lëvizë nga një përbërës në tjetrin pa u ndarë në atome individuale të karbonit dhe azotit. Grupe të tilla filluan të quheshin radikalët.

Gradualisht, radikalët filluan të konsideroheshin si përbërës të pandryshuar të substancave organike (të ngjashme me elementët në përbërjet inorganike), të cilat kalojnë në reaksione nga një përbërës në tjetrin. Disa studiues, veçanërisht shkolla gjermane (F. Wöhler, J. Liebig), të frymëzuar nga zbulimi i një sërë elementesh të reja, u udhëhoqën nga ideja e kërkimit të radikalëve të rinj. Në veçanti, ata gjetën radikalët benzoil C 6 H 5 CO dhe acetil CH 3 CO. Në këtë kohë, u bë gjithashtu e ditur se substancat që tani quhen alkool etilik, dietil eter, klorur etilik dhe nitrit etilik përmbajnë radikalin etil –C2H5. Të tjerët u identifikuan në mënyrë të ngjashme. radikalët, d.m.th. grupe atomesh që mbeten të pandryshuara gjatë transformimeve të ndryshme kimike.

Përpjekjet e shumta për të izoluar radikalët në gjendje të lirë ishin të pasuksesshme ose çuan në rezultate të gabuara. Kështu, përpara vendosjes së ligjit të Avogadro-s, etani u izolua nga reaksioni Wurtz:

fillimisht u konsiderua si një radikal metil -CH 3, dhe vetëm përcaktimi i mëpasshëm i masës molekulare tregoi vlerën e dyfishuar të tij.

Pranimi i përgjithshëm i parimit të pandryshueshmërisë së radikalëve u trondit kur kimisti francez J. Dumas dhe studenti i tij A. Laurent zbuluan reagimin. metalepsia. Kur klori vepron në përbërjet organike, klori hyn në substancë në atë mënyrë që për çdo ekuivalent klori që hyn, një ekuivalent hidrogjeni hiqet nga substanca në formën e klorurit të hidrogjenit. Në këtë rast, natyra kimike e përbërjes nuk ndryshon. Kontradikta me teorinë e J. Berzelius ishte e habitshme: klori, një "element i ngarkuar negativisht", zuri vendin e "hidrogjenit të ngarkuar pozitivisht" dhe molekula jo vetëm u ruajt, por karakteri i saj kimik nuk ndryshoi. Doli të ishte e mundur të zëvendësohej hidrogjeni me elementë të tjerë elektronegativë - halogjene, oksigjen, squfur, etj., Dhe teoria elektrokimike dualiste e J. Berzelius u shemb. U bë gjithnjë e më e qartë se nuk ka radikale të pandryshuara dhe se në disa reagime radikalët kalojnë tërësisht në molekula të sapoformuara, ndërsa në të tjera ato pësojnë ndryshime.

v Teoria e tipit . Përpjekjet për të gjetur diçka të zakonshme në natyrën e molekulave organike na detyruan të braktisnim kërkimin e pasuksesshëm të pjesës së pandryshueshme të molekulës dhe të kalojmë në vëzhgimet e pjesës më të ndryshueshme të saj, të cilën ne tani e quajmë grupi funksional. Këto vëzhgime çuan në teoritë e tipit C. Gerard.

Në alkoolet dhe acidet, C. Gerard pa analoge të ujit, në hidrokarburet e kloruruara - analoge të klorurit të hidrogjenit, në alkane - hidrogjen, në aminet e sapo zbuluara - amoniak.

Shumica e mbështetësve të teorisë së llojeve (C. Gerard, A. Kolbe, A. Kekule) dolën nga fakti se është e pamundur të përcaktohet në mënyrë eksperimentale struktura e substancave. Ato mund të klasifikohen vetëm. Në varësi të reagimeve që pëson një substancë, e njëjta përbërje organike mund të klasifikohet në lloje të ndryshme. Teoria klasifikoi materiale të mëdha eksperimentale me vështirësi të mëdha, dhe mundësia e sintezës së qëllimshme ishte jashtë diskutimit. Kimia organike në ato vite dukej, sipas fjalëve të F. Wöhler, "... një pyll i dendur plot me gjëra të mrekullueshme, një pyll i madh pa dalje, pa fund, ku nuk guxon të depërtosh". Zhvillimi i mëtejshëm i kimisë kërkonte krijimin e një teorie të re, më progresive.

Një nga të metat e teorisë së tipit është dëshira për të përshtatur të gjitha përbërjet organike në skema pak a shumë formale. Merita e kësaj teorie qëndron në sqarimin e koncepteve të serive homologjike dhe funksioneve kimike, të cilat përfundimisht u përvetësuan nga kimia organike. Roli i saj në zhvillimin e shkencës është i pamohueshëm, sepse çoi në konceptin e valencës dhe i hapi rrugën teorisë së strukturës së përbërjeve organike.

v Teoria e strukturës së përbërjeve organike . Një numër studimesh i paraprinë shfaqjes së teorisë themelore të strukturës së përbërjeve organike. Kështu, A. Williamson në 1851 prezantoi konceptin e të ashtuquajturave radikale poliatomike, domethënë radikale të afta për të zëvendësuar dy ose më shumë atome hidrogjeni. Kështu, u bë e mundur klasifikimi i substancave në dy ose më shumë lloje menjëherë, për shembull, acidi aminoacetik mund të klasifikohet si ujë dhe amoniak:

Ne tani i quajmë substanca të tilla komponime heterofunksionale.

Për të ruajtur qëndrueshmërinë e valencës së karbonit dhe oksigjenit, rezultoi e nevojshme të pranohej edhe ekzistenca e një lidhjeje të dyfishtë në etilen (C=C) dhe në aldehide dhe ketone (C=O).

Kimisti skocez L. Cooper propozoi një paraqitje moderne të formulave në të cilat shenja e një elementi furnizohej me një numër pikash të barabartë me valencën e tij:

Sidoqoftë, si A. Kekula ashtu edhe L. Cooper ishin ende të huaj ndaj idesë së një lidhjeje të pazgjidhshme midis vetive kimike dhe fizike të molekulave dhe strukturës së saj, e shprehur me një formulë, idenë e unike të kësaj strukture. A. Kekule lejoi përshkrimin e të njëjtit përbërës duke përdorur disa formula të ndryshme, në varësi të grupit të reaksioneve të një substance të caktuar që donin të shprehnin me formulë. Në thelb, këto ishin të ashtuquajturat formula të reagimit.

Dispozitat themelore teoritë e strukturës së përbërjeve organike u botuan nga A. Butlerov në 1861. Vetë termi i përket atij strukturën ose strukturën. Teoria e Butlerov u bazua në ide materialiste të bazuara në mësimet atomiste të M. Lomonosov dhe D. Dalton. Thelbi i kësaj teorie zbret në dispozitat themelore të mëposhtme:

1. Natyra kimike e secilës molekulë komplekse përcaktohet nga natyra e atomeve të saj përbërëse, numri i tyre dhe struktura kimike.

2. Struktura kimike është një rend i caktuar i alternimit të atomeve në një molekulë, ndikimi i ndërsjellë i atomeve mbi njëri-tjetrin.

3. Struktura kimike e substancave përcakton vetitë e tyre fizike dhe kimike.

4. Studimi i vetive të substancave na lejon të përcaktojmë strukturën e tyre kimike.

A. Butlerov e quajti strukturën kimike sekuencën e atomeve në një molekulë. Ai tregoi se si, bazuar në studimin e reaksioneve kimike të një substance të caktuar, mund të vendoset struktura e saj, e cila është adekuate për çdo individ kimik. Në përputhje me këtë formulë, këto komponime mund të sintetizohen. Vetitë e një atomi të caktuar në një përbërje kryesisht varen nga ato atome me të cilat lidhet atomi me interes. Një shembull është sjellja e atomeve të ndryshme të hidrogjenit në alkoole.

Teoria e strukturës përfshiu dhe shpërndau teorinë e radikaleve, pasi çdo pjesë e një molekule që kalon nga një molekulë në tjetrën në një reaksion është një radikal, por nuk ka më prerogativën e pandryshueshmërisë. Ai gjithashtu përfshiu teorinë e llojeve, sepse grupet inorganike ose që përmbajnë karbon të pranishëm në molekulë, me origjinë nga uji (hidroksil -OH), amoniaku (grupi amino -NH 2), acidi karbonik (karboksil -COOH), përcaktuan kryesisht sjelljen (funksionin) kimik të molekulës dhe e bëri atë të ngjashme me sjelljen e prototipit.

Teoria strukturore e strukturës së përbërjeve organike bëri të mundur klasifikimin e një sasie të madhe të materialit eksperimental dhe tregoi mënyra për sintezën e synuar të substancave organike.

Duhet të theksohet se përcaktimi i strukturës së një substance me mjete kimike kryhet individualisht çdo herë. Keni nevojë për besim në individualitetin e substancave dhe njohuri për përbërjen sasiore elementare dhe peshën molekulare. Nëse dihet përbërja e një përbërjeje dhe pesha e tij molekulare, mund të nxirret formula molekulare. Le të japim një shembull të deduktimit të formulave strukturore për substancat me përbërjen C 2 H 6 O.

Substanca e parë reagon me natriumin si uji, duke lëshuar një atom hidrogjeni për atom natriumi, dhe natriumi është pjesë e molekulës së produktit të reaksionit në vend të hidrogjenit të humbur.

2C 2 H 6 O + 2Na → H 2 + 2C 2 H 5 ONa

Nuk është më e mundur të futet një atom i dytë natriumi në përbërjen që rezulton. Kjo do të thotë, mund të supozohet se substanca përmbante një grup hidroksil dhe, duke e izoluar atë në formulën e përbërjes, kjo e fundit mund të shkruhet si më poshtë: C 2 H 5 OH. Ky përfundim konfirmohet nga fakti se kur bromidi i fosforit (III) vepron në substancën fillestare, grupi hidroksil largohet nga molekula në tërësi, duke lëvizur në atomin e fosforit dhe duke u zëvendësuar nga një atom bromi.

2C 2 H 5 OH + PBr 3 → 3C 2 H 5 Br + H 3 PO 3

Një substancë izomerike ndaj saj, d.m.th. që ka të njëjtën formulë bruto, nuk reagon me natriumin metalik, por kur ndërvepron me jodur hidrogjeni, zbërthehet sipas ekuacionit:

C 2 H 6 O + HI → CH 3 I + CH 4 O.

Nga kjo mund të konkludojmë se në substancën fillestare dy atome karboni nuk janë të lidhur me njëri-tjetrin, pasi jodidi i hidrogjenit nuk është i aftë të prishë lidhjen C–C. Nuk përmban ndonjë hidrogjen të veçantë që mund të zëvendësohet me natrium. Pas ndarjes së molekulës së kësaj substance nën veprimin e jodidit të hidrogjenit, krijohen CH 4 O dhe CH 3 I, kjo e fundit nuk mund t'i atribuohet një strukture tjetër nga ajo e treguar më poshtë, pasi që të dy hidrogjeni dhe jodi janë njëvalente.

E dyta nga substancat e formuara, CH 4 O, reagon jo vetëm me natriumin, por edhe me bromin e fosforit (III), i ngjashëm me alkoolin etilik.

2CH 4 O + 2Na → 2CH 3 ONa + H 2

3CH 4 O + PBr 3 → CH 3 Br + P(OH) 3

Është e natyrshme të supozohet se jodidi i hidrogjenit theu lidhjen midis dy grupeve metil të kryera nga një atom oksigjeni.

Në të vërtetë, me veprimin e njërit prej produkteve të këtij reaksioni në derivatin e natriumit të një tjetri, është e mundur të sintetizohet substanca fillestare izomerike ndaj alkoolit etilik dhe të konfirmohet struktura e eterit dimetil të miratuar për të.

Guri i parë prove për testimin e teorisë së strukturës së përbërjeve organike ishte sinteza e parashikuar, por e panjohur në atë kohë. fërkime-butilalkool dhe izobutileni, i realizuar nga autori i teorisë së krijuar dhe studenti i tij A. Zaitsev. Një student tjetër i A. Butlerov, V. Markovnikov, sintetizoi acidin izobutirik të parashikuar teorikisht dhe, mbi bazën e tij, studioi ndikimin e ndërsjellë të atomeve në molekulë.

Faza tjetër në zhvillimin e çështjeve teorike shoqërohet me shfaqjen e koncepteve stereokimike të zhvilluara në veprat e J. Van't Hoff dhe J. Le Bel.

Në fillim të shekullit të njëzetë. shtrohen idetë për strukturën elektronike të atomeve dhe molekulave. Natyra e lidhjes kimike dhe reaktiviteti i molekulave organike interpretohet në nivel elektronik.

Krijimi i teorisë së substancave organike shërbeu si bazë për metodat sintetike jo vetëm në laborator, por edhe në industri. U shfaq prodhimi i ngjyrave sintetike, eksplozivëve dhe ilaçeve. Katalizatorët dhe presionet e larta përdoren gjerësisht në sintezën organike.

Në fushën e sintezës organike janë marrë shumë lëndë natyrale (klorofil, vitamina, antibiotikë, hormone). Roli i acideve nukleike në ruajtjen dhe transmetimin e trashëgimisë është zbuluar.

Zgjidhja e shumë çështjeve në strukturën e molekulave organike komplekse është bërë efektive falë përdorimit të metodave moderne spektrale.

Stahl G. (1659-1734) - kimist dhe mjek gjerman. Krijuesi i teorisë së phlogiston - teoria e parë kimike që bëri të mundur t'i jepet fund pikëpamjeve teorike të alkimisë.

Kolbe A. (1818 – 1884) – kimist organik gjerman, krijues i teorisë së radikalëve. Sintetizuan një sërë acidesh organike. Ai zhvilloi një metodë elektrokimike për prodhimin e alkaneve - metodën Kolbe.

Berthelot P. (1827-1907) – kimist francez. Një nga themeluesit e kimisë organike. Puna themelore në fushën e termokimisë.

Faraday M. (1791-1867) - fizikan dhe kimist anglez. Një nga themeluesit e doktrinës së elektromagnetizmit. Zbuloi ligjet sasiore të elektrolizës. Kërkime në fushën e gazeve të lëngshëm, qelqit, kimisë organike.

Perkin W. Art. (1838-1907) – kimist anglez. Zhvilloi prodhimin industrial të ngjyrave mauvein dhe alizarin. Zbuloi reaksionin e kondensimit të aldehideve aromatike me anhidridet e acidit karboksilik ( Reagimi Perkin).

Wurtz S. (1817-1884) - kimist francez Ka studiuar me J. Liebig, asistent i J. Dumas. Ai sintetizoi amina, fenole, etilen glikol, acid laktik dhe kreu aldol dhe kondensim krotonik.

Dumas J. (1800-1884) - kimist francez. Krijoi teorinë e radikalëve. Ai zbuloi reaksionin e klorinimit dhe vendosi ekzistencën e një serie homologe - serinë e acidit formik. Ai propozoi një metodë për përcaktimin sasior të azotit.

Laurent O. (1807-1853) – kimist francez. Studioi produktet e katranit të qymyrit. Zbuloi acid ftalik, indigo dhe naftalinë.

Kekule F. (1829 - 1896) – kimist gjerman. Punime madhore në fushën e kimisë organike teorike. Antrakinon i sintetizuar, trifenilmetan.

Cooper L. (1834 - 1891) - kimist skocez, veprat e tij kryesore i kushtohen problemeve teorike të kimisë.

Kontributi në kimi i kimistit rus, akademik i Akademisë së Shkencave të Shën Petersburgut dhe profesor në Universitetin e Shën Petersburgut, krijues i teorisë së strukturës kimike, është paraqitur në këtë artikull.

Butlerov Alexander Mikhailovich kontributi në kimi:

Alexander Mikhailovich në 1858 zbuloi një metodë të re për sintezën e jodidit të metilenit. Në të njëjtën kohë, ai kreu shumë detyra dhe punime në derivatet e tij.

Kimisti ishte në gjendje të sintetizonte diacetatin e metilenit dhe, përmes procesit të saponifikimit, përftoi një polimer të formaldehidit. Mbi bazën e tij, në 1861, Butlerov për herë të parë mori urotropinë dhe metilenitan, duke kryer kështu sintezën e parë të elementit të sheqerit.

Kontributi i Butlerov në studimin e kimisë u zbulua plotësisht në mesazhin e tij zbulues të 1861. Në të ai:

1. Ai vërtetoi papërsosmërinë e teorive të kimisë që ekzistonin në atë kohë.
2. Theksoi rëndësinë e teorisë atomike.
3. Përcaktoi konceptin e strukturës kimike.
4. Formuloi 8 rregulla për formimin e përbërjeve kimike.
5. Butlerov ishte i pari që tregoi ndryshimin midis reaktivitetit të komponimeve të ndryshme.

Alexander Mikhailovich parashtroi idenë se atomet në molekula ndikojnë reciprokisht njëri-tjetrin. Ai shpjegoi në 1864 procesin e izomerizmit në shumicën e përbërjeve organike. Në procesin e eksperimenteve për të përfituar idenë e tij, shkencëtari studioi strukturën e alkoolit terciar butil dhe izobutilenit. Ai gjithashtu kreu polimerizimin e hidrokarbureve të etilenit.

Roli kryesor i Butlerov në kimi është se ai është themeluesi i doktrinës së tautomerizmit, duke hedhur themelet e saj.