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

Еще в начале XIX в. среди достаточно большой группы ученых (к ней принадлежали Ж.Л. Гей-Люссак и И.Я. Берцелиус) получила распространение точка зрения, согласно которой свойства органических веществ обусловлены не только качественным и количественным элементным составом, но и конституцией соединения. Этот термин обозначал некую внутримолекулярную упорядоченность атомов или их группировок. Понятие «конституция» послужило прообразом более поздних представлений о структуре веществ, однако, в отличие от последних, не учитывало особенностей распределения сил сродства между атомами^{344}.

^{Жан Батист Андре Дюма (1800–1884)}

Среди ученых росла уверенность в том, что, если две молекулы построены из одинакового числа одних и тех же атомов и при этом обладают различными свойствами, значит, причина этого коренится в конституции этих веществ. Другими словами, эти вещества различались способом расположения атомов в самих молекулах. В сложных органических молекулах при большом числе атомов количество возможных вариантов их взаимного расположения возрастает настолько, что химикам первой половины XIX в. задача приведения в соответствие строения соединения и его свойств казалась едва ли разрешимой. Даже вопрос о строении виноградной и винной кислот, молекулы которых содержат всего шестнадцать атомов, для ученых того времени был чрезвычайно сложен.

Среди химиков-органиков первой половины XIX в. стали распространяться настроения отказаться от попыток расшифровать строение сложных органических молекул. Однако результаты исследований Ж.Л. Гей-Люссака и Л.Ж. Тенара вселили надежду на возможность победы в этой сложнейшей научной головоломке.

Изучая циановодород HCN, французские ученые сумели доказать: несмотря на то что в его состав не входит кислород, его водный раствор обладает свойствами кислоты. Они также установили, что цианидная группа –CN может переходить от соединения к соединению, не разлагаясь на отдельные атомы углерода и азота. Группа из двух и более атомов, обладающая определенными свойствами, способная без изменения переходить из одной молекулы в другую, а в стехиометрическом плане соответствующая реальному атому была названа радикалом (от лат. radical — корень). Безусловно, группа –CN относится к числу простейших радикалов. Однако вскоре после этого были обнаружены и другие радикалы, состав которых был намного сложнее. В совместной работе Ф. Велер и Ю. Либих сумели доказать, что к числу радикалов можно отнести бензоильную группу C₇

H₅O–. У ученых появилась надежда, что тайну строения больших органических молекул можно раскрыть. Для этого нужно лишь установить строение определенного числа различных радикалов. Таким образом, появление представлений о радикальном составе в дополнение к элементному составу служило своеобразным искусственным увеличением количества элементов, что позволяло объяснить многообразие органических веществ.

Первая половина XIX в. характеризуется появлением многочисленных теорий строения органических соединений. Частая смена одних теорий другими, столкновения мнений ведущих ученых были обусловлены разными причинами. Во-первых, химики еще не располагали достаточно надежными данными ни о составе, ни, тем более, о строении органических веществ. Во-вторых, для объяснения полученных результатов они прибегали к положениям явно устаревшей кислородной теории А. Лавуазье или электрохимической теории Г. Дэви и И.Я. Берцелиуса (см. гл. 8, п. 8.8). В-третьих, немалую роль в борьбе теоретических концепций этого периода играл авторитаризм ведущих ученых, подавлявших, нередко в угоду собственным воззрениям, более прогрессивные идеи менее именитых химиков^{345}.

9.4. Теория радикалов

В 1828 г. Ж.Б. Дюма (см. гл. 9, п. 9.3) на основании тщательного изучения состава спирта, эфира и хлористого этила высказал теорию, согласно которой маслородный газ (этилен C₂H₄

) представляет собой основание, способное образовывать различные солеобразные соединения, подобно аммиаку. После некоторых колебаний Берцелиус принял эту идею, назвав C₂H₄ этерином. Он считал его радикалом и выразил с помощью этерина формулы некоторых известных в то время органических соединений. Берцелиус утверждал, что силы, удерживающие атомы в неорганических соединениях или в органических радикалах, имеют электрическую природу (что, в конечном счете, совершенно справедливо). Чтобы такие силы возникали, каждая молекула должна иметь разноименно заряженные составные части.