Биография Бутлерова А. М, Теория Химического Строения

    Одновременно с научной деятельностью  Бутлеров активно включается  и в общественную жизнь Петербурга. В то время прогрессивную общественность  особенно волновал вопрос об  образовании женщин. Женщины должны  иметь свободный доступ к высшему  образованию! Были организованы Высшие женские курсы при Медико-хирургической академии, начались занятия и на Бестужевских женских курсах, где Бутлеров читал лекции по химии.

    Многосторонняя научная деятельность  Бутлерова нашла признание Академии  наук. В 1871 год его избрали экстраординарным академиком, а три года спустя – ординарным академиком, что давало право получить квартиру в здании Академии. Там жил и Николай Николаевич Зинин. Близкое соседство еще больше укрепило давнюю дружбу.

    Годы шли неумолимо. Работа  со студентами стала для него слишком тяжела, и Бутлеров решил покинуть университет. Прощальную лекцию он прочитал 4 апреля 1880 года перед студентами второго курса. Они встретили сообщение об уходе любимого профессора с глубоким огорчением. Ученый совет принял решение просить Бутлерова остаться и избрал его ещё на пять лет.

    Ученый решил ограничить свою  деятельность в университете  лишь чтением основного курса.  И все-таки несколько раз в  неделю появлялся в лаборатории  и руководил работой.

    Через всю жизнь Бутлеров пронес ещё одну страсть – пчеловодство. В своем имении он организовал образцовую пасеку, а в последние годы жизни настоящую школу для крестьян-пчеловодов. Своей книгой «Пчела, ее жизнь и правила толкового пчеловодства» Бутлеров гордился едва ли не больше, чем научными работами.

    Бутлеров считал, что настоящий  ученый должен быть и популяризатором  своей науки. Параллельно с  научными статьями он выпускал  общедоступные брошюры, в которых  ярко и красочно рассказывал  о своих открытиях. Последнюю  из них он закончил за полгода до смерти.

    Умер ученый от закупорки кровеносных  сосудов 5 августа 1886 года. 

2. Развитие Промышленности, связанной с производством органических веществ.

    

 В  первой половине XIX века. Связь науки и практики

С органическими веществами человек знаком с давних времен. Наши далекие

предки применяли  природные красители для окраски  тканей, использовали в

качестве продуктов  питания растительные масла, животные жиры, тростниковый

сахар, получали брожением спиртовых жидкостей  уксус…

    Но  наука о соединениях углерода  возникла лишь в первой половине  ХIХ

века.

    В  1828 году ученик Я. Берцелиуса  – немецкий ученый Ф.Велер  из

неорганических  веществ синтезирует органическое вещество -–мочевину. В 1845

году немецкий химик А.Кольбе искусственным путем получает уксусную кислоту.

В 1854 году французский  химик М.Бертло синтезирует жиры. Русский ученый

А.М. Бутлеров в 1861 году впервые синтезом получает сахаристое вещество.

    Известно, что развивающаяся промышленность, практика ставят новые

задачи перед  наукой. Как только у общества появляется техническая

потребность, она  продвигает

 науку вперед  больше, чем десяток университетов.

    Для  подтверждения этих слов можно  привести такой пример. Текстильная

промышленность  в 40-х годах девятнадцатого века уже не могла себя

обеспечить натуральными красителями – их не хватало. Перед  наукой встала

задача получения  красителей синтетическим путем. Начались поиски, в

результате которых  были синтезированы различные анилиновые красители и

ализарин, добываемый ранее из корней растения марены. Полученные красители

в свою очередь  способствовали бурному росту текстильной  промышленности.

    В  настоящее время синтезированы  многие органические вещества, не только

имеющиеся в  природе, но и не встречающиеся в  ней, например, многочисленные

пластмассы, различные  виды каучуков, всевозможные красители, взрывчатые

вещества, лекарственные  препараты.

    Синтетически  полученных веществ сейчас известно  больше, чем найденных в

природе, и их число быстро растет. Начинают осуществляться синтезы самых

сложных органических веществ – белков. 
 

    3.Состояние органической химии в середине ХIХ века.

  

 Между тем  существовали доструктурные теории  – теория радикалов и теория

типов.

    Теория  радикалов ( ее создатели Ж.  Дюма, И. Берцелиус) утверждала, что

в состав органических веществ входят радикалы , переходящие  из одной

молекулы в  другую: радикалы постоянны по составу  и могут существовать в

свободном виде. В дальнейшем было установлено, что радикалы могут

подвергаться  изменениям в результате реакции  замещения (замещение атомов

водорода атомами  хлора). Так ,была получена трихлоруксусная  кислота. Теория

радикалов была постепенно отвергнута , однако она  оставила глубокий след в

науке: понятие  о радикале прочно вошло в химию. Верными оказались

утверждения о  возможности существования радикалов  в свободном виде, о

переходе в  огромном числе реакций определенных групп из одного соединения в

другое.

    Наиболее  распространенной в 40-е г.г. ХIХ века была теория типов.

Согласно этой теории все органические вещества считали  производными

простейших неорганических веществ – типа водорода, хлоро-водорода, воды,

аммиака и др. Например, тип водорода

     Согласно этой теории формулы выражают не внутреннее строение молекул, а

только способы  образования и реакции вещества. Создатель этой теории

Ш.Жерар и  его последователи считали, что  строение вещества не может быть

познано, так  как молекулы в процессе реакции  изменяются. Для каждого

вещества можно  написать столько формул, сколько  различных видов превращений

может испытывать вещество.

    Теория  типов в свое время была  прогрессивной, так как она  позволила

провести классификацию  органических веществ, предсказать  и открыть ряд

несложных веществ, если удавалось отнести их по составу и некоторым

свойствам к  определенному типу. Однако далеко не все синтезируемые вещества

укладывались  в тот или иной тип соединений. Теория типов обратила основное

внимание на изучение химических превращений органических соединений, что

важно было для  познания свойств веществ. В дальнейшем теория типов стала

тормозом развития органической химии, так как она  не в состоянии была

объяснить факты, накопившиеся в науке, указать пути синтеза новых веществ,

необходимых для техники, медицины, ряда отраслей промышленности и др. Нужна

была новая  теория, которая смогла бы не только объяснить факты, наблюдения,

но и прогнозировать, указывать пути синтеза новых  веществ.

Фактов, требовавших  объяснений много –

   - вопрос  валентности

   - изомерии

   - написание  формул. 
 
 

   4. Предпосылки теории химического строения. 

   К моменту появления теории химического строения А.М. Бутлерова многое

уже было известно о валентности элементов: Э. Франкланд  установил

валентность для  ряда металлов, для органических соединений А.Кекуле

предложил четырехвалентность атома углерода ( 1858) , было высказано

предположение об углерод-углеродной связи, о возможности  соединения атомов

углерода в  цепи ( 1859, А.С. Купер, А.Кекуле ). Эта идея сыграла большую

роль в развитии органической химии.

    Важным  событием в химии был Международный  конгресс химиков ( 1860,

г.Карлсруэ), где  были четко определены понятия об атоме, молекуле, атомном

весе, молекулярном весе. До этого не было общепризнанных критериев для

определения этих понятий, поэтому была путаница в  написании формул веществ.

А.М. Бутлеров считал самым существенным успехом химии  за период с 1840 по

1880г. установление  понятий об атоме и молекуле, что дало толчок развитию

учения о валентности  и позволило перейти к созданию теории химического

строения.

    Таким  образом, теория химического строения  возникла не на пустом месте.

Объективными  предпосылками ее появления явились: а). Введение в химию

понятий о валентности  и особенно, о четырехвалентности атома углерода, б).

Введение понятия  об углерод-углеродной связи. в). Выработка  правильного

представления об атомах и молекулах. 
 
 

    5. Взгляды А.М. Бутлерова на строение вещества. 

  

В 1861 году был  произнесен доклад А.М. Бутлерова на ХХХУI съезде

немецких врачей и естествоиспытателей в Шпейере. Между тем его первое

выступление по теоретическим вопросам органической химии состоялось в

1858г, в Париже  в Химическом обществе. В своем  выступлении, а также в

статье о А.С. Купере ( 1859г.) А.М. Бутлеров указывает на то, что в

создании теории химического строения должна сыграть  роль валентность (

химическое сродство ). Здесь он впервые употребил  термин «структура»,

высказал мысль  о возможности познания строения вещества, об использовании

для этих целей  экспериментальных исседований.

    Основные  идеи о химическом строении  были изложены А.М. Бутлеровым  в1861

году в докладе  «О химическом строении веществ». В  нем отмечалось отставание

теории от практики, указывалось на то, что теория типов, несмотря на

некоторые ее положительные стороны, имеет крупные недостатки. В докладе

дано четкое определение понятия о химическом строении, рассмотрены пути

установления  химического строения ( способы синтеза  веществ, использование

различных реакций ).

    А.М.  Бутлеров утверждал, что каждому веществу соответствует одна

химическая формула: она характеризует все химические свойства вещества,

реально отражает порядок химической связи атомов в молекулах. В последующие

годы А.М. Бутлеров и его ученики осуществили  ряд экспериментальных работ с

целью проверки правильности предсказаний, сделанных  на основе теории

химического строения. Так, были синтезированы изобутан, изобутилен, изомеры

пентана, ряд  спиртов и др. По значимости для  науки эти работы можно