История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 1

В результате проводимых исследований все более очевидным становился тот факт, что различие между органическими и неорганическими веществами обусловлены прежде всего особенностями химического строения этих соединений. В 1861 г. немецкий химик Фридрих Август Кекуле фон Страдонитц пришел к правильному выводу: он определил органическую химию как химию соединений углерода. Это определение получило всеобщую поддержку. Правда, самые простые из соединений углерода, такие как CO, CO₂ и соли угольной кислоты (карбонаты), скорее следует считать типичными неорганическими соединениями.

^{Фридрих Август Кекуле фон Страдонитц (1829–1896)} 

9.3. Открытие изомеров и радикалов

Как было показано ранее, состав неорганических соединений можно однозначно описать с позиций атомно-молекулярного учения при помощи эмпирических (экспериментально установленных) формул. В начале XIX в. ученые считали, что для каждого соединения характерна своя собственная эмпирическая формула и что для двух различных соединений она не может быть одинаковой.

На первых стадиях зарождения и развития органической химии весьма актуальной задачей явилось установление эмпирических формул соединений. Еще в 80-х гг. XVIII в. А. Лавуазье пытался определить относительное содержание углерода и водорода в органических соединениях, сжигая изучаемое вещество и взвешивая образующиеся продукты реакции: CO₂ и H₂O₅ однако результаты такого определения не всегда были достаточно точными. В начале XIX в. Жозеф Луи Гей-Люссак и его коллега Луи Жак Тенар усовершенствовали этот метод путем предварительного смешивания анализируемого вещества с окислителем, например, KClO₃. В этом случае горение изучаемого соединения происходило быстрее и полнее. Как свидетельствуют данные, представленные в табл. 9.1, полученные Гей-Люссаком и Тенаром результаты отличались достаточно высокой точностью. К 1811 г. Ж.Л. Гей-Люссак и Л.Ж. Тенар представили эмпирические формулы около двадцати органических соединений, в том числе и некоторых простых сахаров (см. табл. 9.1).

Таблица 9.1

Результаты наиболее точного определения количественного элементного состава (в процентах по массе) некоторых органических соединений, полученные в первой четверти XIX в.^{343}

Coединение	Гей-Люссак и Тенар (1811)			Берцелиус (1814)			Де Соссюр (1814)			Современные данные
	С	H	О	С	H	O	С	H	O	С	H	О
Щавелевая кислота	26,57	2,74	70,69	32,16	0,23	67,61				26,67	2,22	71,11
Лимонная кислота	33,81	6,33	59,86	41,69	3,84	54,47				37,50	4,17	58,33
Уксусная кислота	50,22	5,63	44,15	47,15	6,35	46,50				40,00	6,67	53,33
Этиловый спирт							51,98	13,70	34,32	52,17	13,04	34,78
Тростниковый сахар	42,47	6,90	50,63	42,98	6,89	50,13				42,13	6,43	51,44

^{Юстус Либих (1803–1873)}

Немецкий химик Юстус Либих произвел дальнейшее усовершенствование методики анализа и смог получить весьма достоверные эмпирические формулы. Два года спустя французский химик Жан Батист Андре Дюма модифицировал метод Ю. Либиха таким образом, что в дополнение к углероду, водороду и кислороду стало возможным определять содержание азота в органических веществах. Однако в процессе своих исследований эти основоположники органического анализа получили такие неожиданные результаты, которые пошатнули веру в незыблемость эмпирической формулы.

В начале двадцатых годов XIX в. Ю. Либих обучался и стажировался в Париже, где был принят в лабораторию Гей-Люссака. Анализируя результаты изучения Ю. Либихом фульминатов серебра (солей гремучей кислоты), а Ф. Велером — цианатов серебра (солей циановой кислоты), Гей-Люссак обнаружил, что эмпирические формулы соединений идентичны, а химические свойства их существенно различаются. В 1830 г. Берцелиус установил, что две органические кислоты — виноградная и винная — хотя и обладают различными свойствами, описываются одной и той же эмпирической формулой C₄H₆O₆. Поскольку соотношение элементов в этих различных соединениях было одинаковым, Берцелиус предложил называть такие соединения изомерами (от греческих слов ισος — равный, одинаковый и μερος — часть, доля.) В последующие годы число вновь открытых изомеров среди органических веществ стремительно увеличивалось.