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

Чтобы представление о радикале не противоречило унитаристской концепции, Жерар высказал мысль о том, что радикалы не предсуществуют в молекулах, а проявляют свою сущность только в момент взаимодействия с другими веществами. Согласно концепции Жерара, свойственная органической молекуле внутренняя упорядоченность проявлялась только в процессе реакции и, следовательно, оставалась непознаваемой с помощью химических методов^{352}.

В начале 50-х гг. XIX в. Ш.Ф. Жерар предложил свою унитарную теорию строения органических соединений. В этой концепции французский ученый исходил из представлений об органических веществах как продуктах постепенного усложнения простых минеральных веществ путем замещения атомов элементов на радикалы. Жерар утверждал, что все органические соединения можно классифицировать как производные четырех неорганических типов: H₂, НСl, H₂O и NH₃:

Молекулы соединений одного типа должны иметь сходные ядра. В соответствии с этой теорией в молекуле H₂O к центральному атому кислорода — ядру присоединены два атома Н. При замещении одного из атомов H на метильную –CH₃ или этильную –C₂

H₅ группу образуются соответственно метиловый CH₃OH или этиловый C₂H₅OH спирты. В результате такого замещения можно получить большое число различных спиртов, которые не только имеют много общего в свойствах, но и проявляют определенное сходство с водой. Поэтому нередко унитарную теорию Ш.Ф. Жерара в литературе по истории химии называют теорией типов или новой теорией типов.

В начале 50-х гг. XIX в. английский химик Александр Уильям Уильямсон показал, что простые эфиры также можно построить по «типу воды». Эти соединения можно получить, заместив на органические радикалы оба атома водорода. В диэтиловом эфире, который в те времена стали применять как анестезирующее средство, оба атома H замещены на этильные группы; его формула — C₂H₅

OC₂H₅. Продолжая исследования, А.У. Уильямсон неопровержимо доказал, что не только простые эфиры, но и сложные эфиры и кислоты принадлежат к типу воды:

В дальнейшем он отнес к этому типу и многоосновные кислоты, причислив их к «удвоенному» и «утроенному» типам воды:

SO₂ H₂}O₂   POH₃}O₃.

Примерно в то же время Ш.А. Вюрц, изучавший получение и химические свойства аминов (NH₂

–CH₃; NH₂–CH₂–NH₂; NH₂–C₂H₅ и др.), показал, что у соединений этого типа ядром может служить атом азота. В аммиаке атом азота связан с тремя атомами водорода, а в аминах один или несколько атомов водорода замещены на органические радикалы.

Теория типов завоевывала все большую популярность, поскольку с ее помощью можно было систематизировать органические соединения, список которых стремительно увеличивался. Руководствуясь теорией типов, в 1880 г. российский химик Федор Федорович Бейльштейн опубликовал обширное руководство по органическим соединениям, в котором они были размещены в рациональном порядке. И тем не менее унитарная теория (теория типов) оставалась незавершенной. Типы Жерара, несмотря на их внешнее сходство с современными структурными формулами, на самом деле принципиально от них отличались, поскольку не выражали способа связи элементов в молекуле. По-прежнему предполагалось, что органические соединения построены из радикалов. Видение органической молекулы как последовательности связанных друг с другом отдельных атомов в то время было еще недоступным для химического мышления, стремившегося представить строение вещества как комбинацию радикалов или определенную пространственную организацию атомов. Вопрос о молекулярной структуре

обходился стороной. Ответить на него можно было, только выяснив, как в действительности располагаются атомы в самих радикалах. Для того чтобы подойти к понятию структуры, химикам нужно было довести мысленное «дробление» радикалов до отдельных атомов и осознать, что каждый из них обладает определенной соединительной способностью (химическим сродством)^{353}.

9.6. Теория валентности

Один из самых первых шагов по направлению к изучению истинной структуры органических веществ сделал Ш.Ф. Жерар. Сравнивая радикалы друг с другом, французский ученый стал соотносить их с атомом водорода. В результате он выделил одноатомные (например, –C₂H₅), двухатомные и трехатомные радикалы, в зависимости от того, какому количеству атомов водорода они эквивалентны.

Несмотря на признание теории типов Ш.Ф. Жерара многими учеными, у нее были весьма сильные принципиальные противники, пытавшиеся на основе своих исследований утвердить в органической химии систему собственных взглядов. К ним следует отнести, прежде всего, немецкого ученого Германа Кольбе и англичанина Эдуарда Франкленда.

^{Эдуард Франкленд (1825–1899)}