Теория строения органических соединений

Классификация и номенклатура органических соединений

Предмет органической химии

Постепенно накапливая знания в области химических и биохи­мических превращений органических веществ, человек научился проводить различные опыты с органическими веществами. Внача­ле это, как правило, был переход сложных веществ в более простые: например, брожением сахара получали этиловый спирт и уксус, окислением ископаемой смолы — янтаря — янтарную кислоту.

При окислении сахара образуется муравьиная кислота, кото­рая до этого была известна как вещество животного происхожде­ния. Позже установили, что жиры, углеводы и другие вещества характерны как для растений, так и для животного организма.

Работами выдающихся химиков — Ф. Велера (синтез щаве­левой кислоты и мочевины), А. Кольбе (синтез уксусной кис­лоты), П. Бертло (синтез жиров; получение ацетилена из угле­рода и водорода), А. М. Бутлерова (синтез сахаристого вещества из муравьиного альдегида) — была показана тесная взаимосвязь между органическими и неорганическими веществами, а также возможность взаимопревращения веществ.

Качественной особенностью органической химии является то, что объектом ее изучения является не собственно элемент углерод, а углеводороды и их производные. Поэтому органическая химия — это химия углеводородов и их производных, что более точно отражает содержание предмета.

Число соединений углерода гораздо больше всех остальных соединений, его не содержащих. Причиной такого многообра­зия является строение атома углерода, способного:

1) образовы­вать прочные связи с другими атомами углерода, что приводит к формированию цепей и циклов;

2) формировать простые, двой­ные и тройные связи не только с одноименными атомами, но и другими элементами;

3) соединяться с четырьмя различными атомами, что позволяет углеродным цепям разветвляться, давая множество сложных структур.

Положение органической химии в системе наук обусловле­но многими факторами, важнейшие из которых: большое число и многообразие органических соединений; наличие специфических свойств, отличающих органические вещества от соединений дру­гих элементов; их исключительное значение в жизни человека.

Теория строения органических соединений

Развитие органической химии в первой половине XIX сто­летия создало предпосылки для систематизации накопленных научных данных об органических веществах и создания теорети­ческого фундамента этой науки. Важными достижениями явились доказательства четырехвалентности углерода и его способности к образованию цепей. Эти и другие факты были использованы А. М. Бутлеровым при создании теории строения органических соединений, являющейся основой органической химии. Важней­шие положения теории можно свести к следующему.

1. Молекула любого вещества не является беспорядочным скоп­лением атомов. Все атомы, входящие в состав молекулы, связаны между собой в строго определенной последовательности и на их со­единение затрачивается определенная доля химического сродства.Порядок взаимосвязи атомов в молекуле А. М. Бутлеров назы­вал химическим строением.

Например, обозначив каждую связь в метане черточкой, пред­ставим его структурную формулу, а также этана C₂H₆и пропана С₃Н₈:

Однако между атомами углерода могут формироваться не только простые связи, но и кратные (двойные и тройные):

Кроме открытых цепей атомы углерода могут образовать зам­кнутые цепи: