Основні положення теорії Бутлерова А. М. Основні положення теорії хімічної будови Бутлерова

Загальновизнані основні положення теорії Бутлерова вважаються фундаментом сучасної хімії. Вчений першим пояснив особливості будови речовин. Він детально вивчив природу взаємозв'язків атомів.

Передумови появи теорії

Олександр Бутлеров став основоположником нової теорії як раз тоді, коли в науці накопичилося безліч питань, на які вчені не могли знайти відповідей. Наприклад, вимагали пояснення явища валентності і ізомерії. Крім того, хіміки продовжували сперечатися про те, як правильно записувати хімічні формули. Бутлеров вніс ясність в це питання. Він довів, що формули повинні відображати будову речовини.
Крім цього, існувало кілька концепцій, які були протилежні поглядам, висловленим Бутлеровым. Це була теорія радикалів. Її основоположником став Йенс Берцеліус. Він стверджував, що в молекулах є особливі елементи – радикали, які переходять з однієї речовини в іншу. Також існувала теорія типів. Її прихильники вважали, що всі складні речовини є похідними простих неорганічних речовин – води, водню, аміаку і т. д. Всі ці концепції суперечили один одному. Науці була необхідна теорія, яка поставила все на свої місця.

Нові ідеї Бутлерова

Олександр Михайлович Бутлеров (1828-1886 рр. був одним з видатних хіміків свого часу. Він багато займався теоретичними питаннями своєї науки. В 1858-му вчений виступив на одному з засідань Паризького хімічного товариства. Тоді ж вперше з його вуст прозвучали основні положення теорії Бутлерова.
Дослідник використав в своїй доповіді нові терміни, які пізніше закріпилися в міжнародній науці. Наприклад, саме він став автором поняття структури сполук. Вчений вважав, що будова різних речовин дозволяє віднести їх до одних груп (зокрема, метан, хлороформ, метиловий спирт тощо).

Дослідження синтезу речовин

У 1861 році в опублікованій доповіді «Про хімічному будову речовини» були сформульовані основні положення теорії хімічної будови А. М. Бутлерова. Вчений докладно описав способи синтезу і використання різних реакцій. Одним з найважливіших тез хіміка було його твердження про те, що кожному хімічній речовині відповідає одна формула. Її важливість полягає в тому, що вона характеризує всі властивості і показує зв'язок атомів всередині молекул. Теорія Бутлерова також передбачала, що з допомогою керованих реакцій можна виробляти нові речовини. У наступні роки знаменитий хімік і його учні провели безліч експериментів, щоб довести це припущення. Їм вдалося синтезувати такі нові речовини, як ізомери пентану, ізобутилен і деякі спирти. Для своєї епохи ці відкриття мали колосальну значимість, яку можна порівняти тільки з важливістю визначення інших елементів Менделєєвим (наприклад, экабора).

Систематизація хімії

У XIX столітті основні положення теорії Бутлерова повністю змінили уявлення вчених про будову хімічних елементів. Зокрема, дослідник першим припустив, що молекули є не хаотичним скупченням атомів. Навпаки, вони мають впорядкованою структурою. Атоми з'єднані один з одним в певній послідовності, від якої також залежить характер усього речовини.
Бутлеров, розробляючи свою теорію, спирався на математичні принципи і закони. За допомогою цієї науки він зміг пояснити більшість процесів і взаємозв'язків в хімічних речовинах. Для сучасників це була справжня революція. Справа була в тому, що навіть якщо вчені і знали деякі факти про характер певних речовин, вони не могли вибудувати свої знання в чітку систематизовану картинку. Основні положення теорії будови Бутлерова дозволили цю проблему. Тепер хімія була не розрізненою скарбничкою фактів, а стрункою системою, де все підпорядковувалося строгої математичної логікою.

Багатоманітність речовин

Знаменита теорія Бутлерова багато уваги приділяє ізомерії – явища, що полягає в існуванні ізомерів – рівних по молекулярній масі і атомного складу речовин, які в той же час відрізняються один від одного розташуванням атомів і будовою. Ця особливість пояснює різноманіття властивостей речовин у природі. Бутлеров довів свою теорію на прикладі бутану. Згідно ідеї вченого, в природі повинно було існувати два види цієї речовини. Однак у той час наука знала тільки один бутан. Бутлеров провів багато експериментів і все-таки отримав нове речовина, схожа за складом, але відмінне за властивостями. Воно було названо изобутаном.

Вплив атомів один на одного

Бутлеров відкрив та іншу важливу закономірність. З утворенням хімічних зв'язків починається процес переходу електронів від одних атомів до іншим. При цьому змінюється їх щільність. Виникають електронні пари, які впливають на властивість нового утворюється речовини. Вчений вивчав цей феномен на прикладі хлороводню, де хлор змінює електронну щільність зв'язків водню. Бутлеров і основні положення теорії будови змогли пояснити природу трансформації речовин. Надалі принцип, відкритий російським хіміком, детально досліджувався його послідовниками і учнями. Усвідомлення механізму зміни речовин дозволило вченим зрозуміти, як синтезувати нові елементи. Особливий сплеск цих відкриттів почався в кінці XIX століття. Тоді європейські та американські вчені у нових лабораторіях за допомогою методів, які запропонував Бутлеров, змогли виробити нові речовини.

Хімічні зв'язки

Бутлеров вважав, що будова речовин можна вивчати хімічними методами. Це положення підтвердилося завдяки безлічі вдалих експериментів ученого. Також дослідник був прихильником ідеї про те, що формули можуть бути правильними, якщо вони стануть відображати порядок хімічних зв'язків різних атомів. Бутлеров займався аналізом цього припущення протягом багатьох років. Він виділяв три види зв'язків – просту, подвійну і потрійну. Вчений був прав, але подальший розвиток науки показав, що є й інші хімічні зв'язки. Зокрема, тепер фахівці можуть характеризувати їх ще і з допомогою фізичних параметрів.

Розвиток Бутлеровской теорії

Нова теорія будови хімічних сполук А. М. Бутлерова за своїм характером була матеріалістичної. Вчений першим сміливо заявив про те, що дослідникам під силу вивчити властивості атомів, з яких будуються всі елементи. При цьому сам Бутлеров ставився до своєї теорії як до тимчасової. Він вважав, що його наступники повинні розвинути її, оскільки вона не до кінця пояснювала деякі факти хімічної науки. Вчений виявився прав. Теорія Бутлерова надалі розвивалася у двох напрямках. Перше полягало в тому, що наука змогла визначити не тільки порядок з'єднання, але і просторове розташування атомів в молекулі. Так виникла стереохімія. Ця дисципліна стала детально дослідити просторову будову молекул. Про це новому напрямку говорив ще сам Бутлеров, хоча він при житті так і не встиг вивчити цей теоретичне питання. Другим напрямком розвитку теорії вченого стала поява вчення, присвяченого електронною будовою атомів. Це не тільки хімічна, але і фізична дисципліна. Була детальніше досліджено сутність взаємного впливу атомів і пояснені причини прояву різних властивостей. Саме основні положення теорії Бутлерова дозволили вченим добитися таких успіхів.