Теорія Бутлерова

Теорія Бутлерова — теорія хімічної будови органічних сполук, запропонована російським вченим Олександром Бутлеровим.

Донині вважається науковою основою органічної хімії. Олександр Бутлеров виходив з того, що в результаті дослідження ряду хімічних перетворень, характерних для тієї чи іншої сполуки, можна встановити її будову.

Основні положення теорії хімічної будови органічних сполук

• у хімічних сполуках атоми з'єднуються між собою у певному порядку відповідно до їх валентності, що визначає хімічну будову молекул;

• хімічні і фізичні властивості органічних сполук залежать як від природи і кількості атомів, що входять до їх складу, так і від хімічної будови молекул;

• для кожної емпіричної формули можна вивести певну кількість теоретично можливих структур (ізомерів);

• кожна органічна речовина має лише одну формулу хімічної будови, яка дає уявлення про властивості даної сполуки;

• у молекулах існує взаємний вплив атомів як безпосередньо зв'язаних, так і безпосередньо не зв'язаних один з одним.

Основні положення теорії Бутлерова

• У молекулах атоми з'єднуються не безладно, а в певній послідовності і відповідно до їх валентності. Така послідовність з'єднаних у молекулу атомів визначає хімічну будову.

Наприклад, у молекулах гексану, гексену-3, гексину-2, циклогексану і бензену, відповідно до валентності, є своя послідовність сполучення атомів Карбону в молекулі, а отже, і кожна молекула має свою, тільки їй властиву будову:

${\displaystyle ~\mathrm {CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{3}} }$

Гексан

${\displaystyle ~\mathrm {CH_{3}-CH_{2}-CH=CH-CH_{2}-CH_{3}} }$

Гексен-3

${\displaystyle ~\mathrm {CH_{3}-C\equiv C-CH_{2}-CH_{2}-CH_{3}} }$

Гексин-2

• Атоми або групи атомів у молекулі взаємно впливають один на одного, від цього залежить реакційна здатність.

Наприклад, у молекулі етиленгліколю ${\displaystyle ~\mathrm {C_{2}H_{4}(OH)_{2}} }$ і сульфатної кислоти ${\displaystyle ~\mathrm {SO_{2}(OH)_{2}} }$ міститься по дві гідроксогрупи, однак вони мають різні (наприклад, за силою) кислотні властивості. Так, із розведеної сульфатної кислоти дигідроген (водень) можуть витискувати практично всі метали, що стоять в електрохімічному ряді напруг металів до водню, а з етиленгліколю тільки найактивніші з них — лужні. Це вказує на те, що різні за складом радикали справляють різний вплив на однакові групи атомів ${\displaystyle ~\mathrm {-OH} }$.

Атоми в молекулах можуть зазнавати взаємного впливу, навіть коли вони не перебувають у безпосередньому зв'язку один з одним. Так, у молекулі хлорметану атом Хлору впливає на атоми Гідрогену, які безпосередньо не зв'язані з ним:

${\displaystyle \mathrm {CH_{4}+Cl_{2}\longrightarrow CH_{3}Cl+HCl} }$

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}Cl+Cl_{2}\longrightarrow CH_{2}Cl_{2}+HCl} }$

${\displaystyle \mathrm {CH_{2}Cl_{2}+Cl_{2}\longrightarrow CHCl_{3}+HCl} }$

${\displaystyle \mathrm {CHCl_{3}+Cl_{2}\longrightarrow CCl_{4}+HCl} }$

• Властивості органічних сполук залежать не тільки від того, які атоми і в якій кількості входять до складу молекули, але й від їх хімічної будови, тобто порядку з'єднання між собою.

Якщо дві органічні сполуки мають однаковий склад, але різну будову, то різними будуть їхні властивості:

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{3}} }$

н-бутан

${\displaystyle \mathrm {CH(CH_{3})} _{3}}$

ізо-бутан

Література

• Глосарій термінів з хімії / укладачі: Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.