Теория:
Ко второй половине века химики получили большое число органических соединений, установили их состав, изучили физические и химические свойства. Накопленные факты требовали обобщения и объяснения, в них имелось много противоречий. Так, учёные обнаружили вещества, у которых совпадали формулы и молекулярные массы. Невозможно было объяснить существование некоторых веществ имеющимися на то время представлениями о валентности. Например, вызывало непонимание существование углеводородов состава и . Валентность углерода в них должна быть дробной.
Накопившиеся противоречия объяснила теория строения органических соединений, одним их авторов которой был А. М. Бутлеров.
Главное содержание этой теории:
1. в молекулах органических веществ атомы соединяются в определённом порядке согласно их валентностям. Валентность углерода равна , водорода и галогенов — , кислорода — .
2. Свойства веществ зависят не только от их количественного и качественного состава, но и от порядка соединения атомов в их молекулах, т. е. от химического строения, а также от взаимного влияния атомов и групп атомов.
Теория А. М. Бутлерова сыграла важную роль в развитии органической химии. Она систематизировала накопленные знания и открыла возможности для получения новых веществ с заданными свойствами.
Формулы органических веществ
Для характеристики органических веществ используют молекулярные, структурные и электронные формулы.
Рассмотрим эти формулы на примере ацетилена.
Молекулярная формула | |
Электронная формула | |
Структурная формула | |
Сокращённая структурная формула |
Изомерия
Ещё в начале \(XIX\) века учёным стали известны соединения углерода, у которых идентичный состав и одинаковая молекулярная масса, а свойства разные. А. М. Бутлеров объяснил возможность существования таких веществ разным химическим строением их молекул.
Пример:
молекулярной формулой выражается состав двух веществ: этилового спирта и диметилового эфира. Молекулы этих веществ различаются последовательностью соединения атомов, т. е. химическим строением.
Структурная формула этилового спирта: .
Структурная формула диметилового эфира: .
Эти вещества различаются свойствами. Этиловый спирт — жидкое вещество, неограниченно смешивающееся с водой, а диметиловый эфир — газ, который в воде растворяется плохо. Этиловый спирт реагирует с активными металлами, а эфиру такое свойство не характерно.
Вещества с одинаковым составом, но разным строением и свойствами называют изомерами.