Предмет органической химии. Теория химического строения органических веществ А. М. Бутлерова
2. Теория строения органических соединений
Теория
Ко второй половине XIX века химики получили большое число органических соединений, установили их состав, изучили физические и химические свойства. Накопленные факты требовали обобщения и объяснения, в них имелось много противоречий. Так, учёные обнаружили вещества, у которых совпадали формулы и молекулярные массы. Невозможно было объяснить существование некоторых веществ имеющимися на то время представлениями о валентности. Например, вызывало непонимание существование углеводородов состава C3H8 и C4H10. Валентность углерода в них должна быть дробной.
 
Накопившиеся противоречия объяснила теория строения органических соединений, одним из авторов которой был А. М. Бутлеров.
 
Главное содержание этой теории:
 
1. В молекулах органических веществ атомы соединяются в определённом порядке согласно их валентностям. Валентность углерода равна IV, водорода и галогенов — I, кислорода — II.
 
2. Свойства веществ зависят не только от их количественного и качественного состава, но и от порядка соединения атомов в их молекулах, т. е. от химического строения.
 
3. Атомы и группы атомов в молекулах органических соединений взаимно влияют друг на друга. Это влияние проявляется в химических свойствах веществ. 
 
Теория А. М. Бутлерова сыграла важную роль в развитии органической химии. Она систематизировала накопленные знания и открыла возможности для получения новых веществ с заданными свойствами.
Формулы органических веществ
Для характеристики органических веществ используют молекулярные, структурные и электронные формулы.
 
Рассмотрим эти формулы на примере ацетилена.
  
Молекулярная формула
C2H2
Электронная формула
H:C:::C:H
Структурная формула
H−C≡C−H
Сокращённая структурная формула
HC≡CH
Изомерия
Ещё в начале \(XIX\) века учёным стали известны соединения углерода, у которых идентичный состав и одинаковая молекулярная масса, а свойства разные. А. М. Бутлеров объяснил возможность существования таких веществ разным химическим строением их молекул.
Пример:
Молекулярной формулой C2H6O выражается состав двух веществ: этилового спирта и диметилового эфира. Молекулы этих веществ различаются последовательностью соединения атомов, т. е. химическим строением.
 
Структурная формула этилового спирта: CH3−CH2−OH.
 
Структурная формула диметилового эфира: CH3−O−CH3.
Эти вещества различаются свойствами. Этиловый спирт — жидкое вещество, неограниченно смешивающееся с водой, а диметиловый эфир — газ, который в воде растворяется плохо. Этиловый спирт реагирует с активными металлами, а эфиру такое свойство не характерно.
 
Вещества с одинаковым составом, но разным строением и свойствами называют изомерами.