Grunnleggende prinsipper for teorien om organiske stoffer. Leksjon-forelesning "Teori om den kjemiske strukturen til A.M.

Kjemi er en vitenskap som gir oss alle de forskjellige materialer og husholdningsartikler som vi bruker hver dag uten å tenke. Men for å komme til oppdagelsen av en slik rekke forbindelser som er kjent i dag, måtte mange kjemikere gå gjennom en vanskelig vitenskapelig vei.

Enormt arbeid, mange vellykkede og mislykkede eksperimenter, en kolossal teoretisk kunnskapsbase - alt dette førte til dannelsen av forskjellige områder innen industriell kjemi, gjorde det mulig å syntetisere og bruke moderne materialer: gummi, plast, plast, harpiks, legeringer, forskjellige glass , silikoner og så videre.

En av de mest kjente, ærede kjemikerforskerne som ga et uvurderlig bidrag til utviklingen av organisk kjemi, det var en russisk mann Butlerov A.M. Vi vil kort vurdere hans arbeider, fordeler og resultater i denne artikkelen.

kort biografi

Fødselsdatoen til forskeren er september 1828, dato i ulike kilder ulik. Han var sønn av oberstløytnant Mikhail Butlerov han mistet sin mor ganske tidlig. Han bodde hele barndommen på sin bestefars familieeiendom, i landsbyen Podlesnaya Shentala (nå en region i republikken Tatarstan).

Han studerte forskjellige steder: først på en lukket privatskole, deretter på en gymsal. Senere gikk han inn på Kazan University for å studere fysikk og matematikk. Til tross for dette var han mest interessert i kjemi. Den fremtidige forfatteren av teorien om strukturen til organiske forbindelser forble på plass som lærer etter endt utdanning.

1851 - tidspunktet for forsvaret av forskerens første avhandling om emnet "Oxidation of Organic Compounds." Etter sin strålende prestasjon fikk han muligheten til å styre all kjemi ved universitetet sitt.

Vitenskapsmannen døde i 1886 hvor han tilbrakte barndommen på sin bestefars familieeiendom. Han ble gravlagt i det lokale familiekapellet.

Forskerens bidrag til utvikling av kjemisk kunnskap

Butlerovs teori om strukturen til organiske forbindelser er selvfølgelig hans hovedverk. Imidlertid ikke den eneste. Det var denne forskeren som først opprettet den russiske skolen for kjemikere.

Dessuten, fra veggene kom slike forskere som senere hadde tung vekt i utviklingen av all vitenskap. Dette er følgende personer:

• Markovnikov;
• Zaitsev;
• Kondakov;
• Favorsky;
• Konovalov;
• Lvov og andre.

Jobber med organisk kjemi

Det er mange slike verk som kan navngis. Tross alt, nesten alle Butlerov fritid tilbrakt i laboratoriet på universitetet hans, utført forskjellige eksperimenter, trekke konklusjoner og konklusjoner. Slik ble teorien om organiske forbindelser født.

Det er flere spesielt omfattende verk av forskeren:

• han laget en rapport for en konferanse om emnet "Om materiens kjemiske struktur";
• avhandlingsarbeid "Om essensielle oljer";
• første vitenskapelige arbeid "Oksidasjon av organiske forbindelser".

Før den ble formulert og opprettet, studerte forfatteren av teorien om strukturen til organiske forbindelser i lang tid arbeidene til andre forskere fra forskjellige land, studerte verkene deres, inkludert eksperimentelle. Først da, etter å ha generalisert og systematisert den ervervede kunnskapen, reflekterte han alle konklusjonene i bestemmelsene i sin personlige teori.

Teori om strukturen til organiske forbindelser av A. M. Butlerov

1800-tallet var preget av den raske utviklingen av nesten alle vitenskaper, inkludert kjemi. Spesielt fortsetter omfattende funn om karbon og dets forbindelser å akkumulere og forbløffe alle med deres mangfold. Ingen tør imidlertid å systematisere og organisere alt dette faktamaterialet, bringe det til en fellesnevner og identifisere felles mønstre som alt er bygget på.

Butlerov A.M. var den første som gjorde dette. Det var han som eide den geniale teorien kjemisk struktur organiske forbindelser, som han talte om på en tysk kjemikerkonferanse. Dette var begynnelsen på en ny æra i utviklingen av vitenskap, organisk kjemi kom inn i

Forskeren selv nærmet seg dette gradvis. Han utførte mange eksperimenter og spådde eksistensen av stoffer med gitte egenskaper, oppdaget visse typer reaksjoner og så fremtiden bak dem. Jeg studerte mye av arbeidene til mine kolleger og deres oppdagelser. Først på denne bakgrunnen, gjennom forsiktig og møysommelig arbeid, klarte han å skape sitt mesterverk. Og nå er teorien om strukturen til organiske forbindelser i denne praktisk talt den samme som det periodiske systemet i den uorganiske.

Forskerens oppdagelser før de opprettet teori

Hvilke funn ble gjort og teoretiske begrunnelser gitt til forskere før A. M. Butlerovs teori om strukturen til organiske forbindelser dukket opp?

1. Det innenlandske geniet var det første som syntetiserte slike organiske stoffer som metenamin, formaldehyd, metylenjodid og andre.
2. Han syntetiserte et sukkerlignende stoff (tertiær alkohol) fra uorganiske stoffer, og ga derved et nytt slag for teorien om vitalisme.
3. Han spådde fremtiden til polymerisasjonsreaksjoner, og kalte dem de beste og mest lovende.
4. Isomerisme ble for første gang bare forklart av ham.

Selvfølgelig er dette bare de viktigste milepælene i arbeidet hans. Faktisk kan mange års møysommelig arbeid av en vitenskapsmann beskrives i lengden. Imidlertid er den mest betydningsfulle i dag fortsatt teorien om strukturen til organiske forbindelser, hvis bestemmelser vi vil diskutere videre.

Teoriens første posisjon

I 1861 delte den store russiske vitenskapsmannen, på en kjemikerkongress i byen Speyer, med kollegene sine syn på årsakene til strukturen og mangfoldet av organiske forbindelser, og uttrykte alt dette i form av teoretiske prinsipper.

Det aller første punktet er følgende: alle atomer i ett molekyl er forbundet i en streng sekvens, som bestemmes av deres valens. I dette tilfellet viser karbonatomet en valensindeks på fire. Oksygen har en verdi av denne indikatoren lik to, hydrogen - en.

Han foreslo å kalle en slik egenskap kjemisk. Senere ble notasjoner for å uttrykke den på papir ved bruk av grafiske komplette strukturelle, forkortede og molekylære formler.

Dette inkluderer også fenomenet med å kombinere karbonpartikler med hverandre til endeløse kjeder av forskjellige strukturer (lineær, syklisk, forgrenet).

Generelt bestemte Butlerovs teori om strukturen til organiske forbindelser, med sin første posisjon, viktigheten av valens og en enkelt formel for hver forbindelse, noe som gjenspeiler egenskapene og oppførselen til stoffet under reaksjoner.

Teoriens andre posisjon

På dette tidspunktet ble det gitt en forklaring på mangfoldet av organiske forbindelser i verden. Basert på karbonforbindelsene i kjeden uttrykte forskeren ideen om at det finnes forskjellige forbindelser i verden som har forskjellige egenskaper, men som er helt identiske i molekylsammensetning. Det er med andre ord et fenomen med isomerisme.

Med dette forslaget forklarte A. M. Butlerovs teori om strukturen til organiske forbindelser ikke bare essensen av isomerer og isomerisme, men forskeren bekreftet selv alt gjennom praktisk erfaring.

For eksempel syntetiserte han isomeren av butan - isobutan. Så spådde han eksistensen av ikke én, men tre isomerer for pentan, basert på strukturen til forbindelsen. Og han syntetiserte dem alle, og beviste at han hadde rett.

Åpne den tredje posisjonen

Det neste punktet i teorien sier at alle atomer og molekyler i en forbindelse er i stand til å påvirke egenskapene til hverandre. Arten av oppførselen til stoffet i reaksjoner vil avhenge av dette forskjellige typer, viste kjemiske og andre egenskaper.

På grunnlag av denne bestemmelsen skilles det altså ut flere funksjonelle definerende grupper som er forskjellige i utseende og struktur.

Teorien om strukturen til organiske forbindelser av A. M. Butlerov er kort skissert i nesten alle lærebøker i organisk kjemi. Tross alt er det nettopp dette som er grunnlaget for denne delen, en forklaring på alle mønstrene som molekylene er bygget på.

Betydningen av teori for moderne tid

Selvfølgelig er det flott. Denne teorien tillot:

1. kombinere og systematisere alt faktamaterialet akkumulert på tidspunktet for opprettelsen;
2. forklare mønstrene for struktur og egenskaper til ulike forbindelser;
3. gi en fullstendig forklaring på årsakene til et så bredt utvalg av forbindelser i kjemi;
4. ga opphav til en rekke synteser av nye stoffer basert på teoriens prinsipper;
5. tillot synspunkter å fremme og atom-molekylær undervisning å utvikle seg.

Derfor, å si at forfatteren av teorien om strukturen til organiske forbindelser, hvis bilde kan sees nedenfor, gjorde mye er å si ingenting. Butlerov kan med rette betraktes som faren til organisk kjemi, grunnleggeren av dets teoretiske grunnlag.

Hans vitenskapelige syn på verden, genialitet med tankegang, evne til å forutse resultatet spilte en rolle i den endelige analysen. Denne mannen hadde enorm kapasitet til arbeid, tålmodighet, og utrettelig eksperimenterte, syntetiserte og trente. Jeg gjorde feil, men jeg lærte alltid en lekse og trakk de riktige langsiktige konklusjonene.

Bare et slikt sett med kvaliteter og forretningssans og utholdenhet gjorde det mulig å oppnå ønsket effekt.

Studerer organisk kjemi på skolen

I videregående opplæring er det ikke mye tid viet til å studere det grunnleggende om organisk stoff. Bare en fjerdedel av 9. klasse og hele året i 10. klasse (ifølge O.S. Gabrielyans program). Imidlertid er denne tiden nok til at barna kan studere alle hovedklassene av forbindelser, egenskapene til deres struktur og nomenklatur og deres praktiske betydning.

Grunnlaget for å begynne å mestre kurset er teorien om strukturen til organiske forbindelser av A. M. Butlerov. Karakter 10 er viet til en fullstendig vurdering av bestemmelsene, og deretter til teoretisk og praktisk bekreftelse av dem i studiet av hver klasse av stoffer.

(lysbilde 1)

Formål: Oppsummere informasjon om strukturen organisk materiale, vis universaliteten til teorien om kjemisk struktur, generaliser og utvider studentenes ideer: om isomerisme ved å bruke eksempler på organiske og uorganiske forbindelser; om gjensidig påvirkning av atomer i molekyler, gjensidig avhengighet av stoffers struktur og egenskaper.

ER. Butlerov er en av de største russiske forskerne, han er russisk både i sin vitenskapelige utdannelse og i originaliteten til verkene hans.

(D.I. Mendeleev) "... Jeg elsker landet mitt som en mor, og vitenskapen min som en ånd som velsigner, opplyser og forener alle folkeslag for god og fredelig utvikling av åndelig og materiell rikdom."

Utstyr: datamaskin, lysbildepresentasjon, interaktiv tavle.

I løpet av timene

Analyse av prinsippene for teorien om kjemisk struktur

1) atomer i molekyler er ikke koblet tilfeldig, men i streng rekkefølge i henhold til deres valens . (lysbilde 3)

Hva er valensen til karbon i organisk materiale?

(svaret er fire).

Spørsmål til klassen. Hvordan henger karbonatomer sammen i molekyler av organiske forbindelser?

Svar. Karbonatomer, som forbindes med hverandre, danner uforgrenede, forgrenede kjeder, sykluser, enkle, dobbelt- og trippelbindinger.

Klasseoppgave (lysbilde 4)

Konstruer strukturformlene for propen, butyn-1, isopentan, cyklobutan.

Spørsmål til klassen. Gjelder denne bestemmelsen for uorganiske stoffer?

Konstruer strukturformler for svovelsyre, kalsiumoksid, natriumsulfat, kalsiumhydroksid.

Den andre posisjonen til teorien til A.M. Butlerov.

2) Stoffers egenskaper avhenger ikke bare av deres kvalitative og kvantitative sammensetning, men også av strukturen til molekylene.

Spørsmål til klassen. Hva menes med molekylstruktur? ?

Svar. A) rekkefølgen for kobling av atomer i et molekyl

B) gjensidig ordning atomer og grupper av atomer i rommet

Spørsmål til klassen. Hvilket fenomen forklarer denne situasjonen?

Svar. Denne situasjonen forklarer fenomenet – isomerisme.(diskusjon av alle typer isomerisme følger)

Spørsmål til klassen. Hvilke typer isomerisme kjenner du til?

Svar: Strukturell, romlig . (lysbilde 5)

Strukturell isomerisme:

1. Hydrokarbonskjelett

2. Posisjoner: substituenter, funksjonelle grupper, multiple bindinger, radikaler (for arener) (lysbilde 6)

3. Interclass (lysbilde 7)

4. Tautomerisme

Romlig

1. Geometrisk (lysbilde 8)

Fyll ut tabellen (selvstendig arbeid)

Typer isomerisme av organiske stoffer

Isomerisme av uorganiske stoffer. (lysbilde 10)

De oppførte syrerparene er tautomere, de eksisterer samtidig i løsninger, og omdannes til hverandre.

Interklasse isomerer i uorganiske stoffer

Romlig isomerisme av uorganiske stoffer (lysbilde 12,13,14)

1. Geometrisk (komplekse forbindelser)

cis-isomer (oransje) trans-isomer(gul farge)

Den tredje posisjonen til teorien om A.M. Butlerov.

3. Stoffers egenskaper avhenger av gjensidig påvirkning av atomer i molekylet .

1. Sammenligne de sure egenskapene til etanol og fenol? Forklar årsaken til økningen i syreegenskaper til fenol.

2. Alkoholer reagerer med hydrogenhalogenider, men det gjør ikke fenoler. Hvorfor?

3. Sammenlign evnen til benzen og fenol til å gjennomgå elektrofile substitusjonsreaksjoner ved benzenringen. Forklar årsaken til den høyere reaktiviteten til fenol.

Spørsmål til klassen. Hva bestemmer egenskapene til uorganiske stoffer?

Forklar fra en stilling periodisk lov M.I. Mendeleev, og strukturen til atomer av elementer i grupper og perioder.

Klasseoppgaver etterfulgt av diskusjon.

1. Sammenlign de grunnleggende egenskapene til ammoniakk og fosfin. Forklar nedgangen i de grunnleggende egenskapene til fosfin

2. Sammenlign de sure egenskapene til hydrogensulfid og hydrogenklorid.

3. Sammenlign de sure egenskapene til saltsyre og jodsyre.

Svar. I hovedundergruppene, fra topp til bunn, øker radiene til atomene til elementene, atomene til ikke-metaller tiltrekker seg hydrogenatomer mindre sterkt, styrken til forbindelsene avtar, de dissosieres lett, og derfor øker deres sure egenskaper.

Hvordan og hvorfor endres egenskapene til hydroksyder i periode og gruppe?

Svar. De grunnleggende egenskapene til hydroksyder avtar, og de sure øker i perioden fra venstre til høyre, ettersom oksidasjonstilstanden til sentralatomet øker, derfor øker energien til dets binding med oksygenatomet og dets frastøting av hydrogenatomet.

De viktigste årsakene til endringer i kjemiske egenskaper er forskjellen i elektronegativitet av elementer, tilstedeværelsen av ensomme elektronpar,

Elektrontetthetsforskyvning.

Er det mulig å forutsi egenskapene til et stoff basert på dets struktur?

Svar. Ja det kan du.

Oppgave til klassen etterfulgt av diskusjon. Gjett egenskapene til følgende stoffer. (bekreft med ligninger av kjemiske reaksjoner)

1. Tilstedeværelsen av en polar binding, evnen til å abstrahere et hydrogenkation, forklarer de sure egenskapene.
2. Et stoffs evne til å feste et hydrogenkation og et enslig elektronpar er hovedegenskapene.
3. Tilstedeværelsen av enkle bindinger - substitusjons (utvekslings) reaksjoner
4. Tilstedeværelse av flere bindinger – addisjonsreaksjoner
5. Tilstedeværelsen av et element i høyeste oksidasjonstilstand har oksidative egenskaper, i laveste oksidasjonstilstand har det reduserende egenskaper, og i mellomtilstand har det redoksegenskaper.

Moderne retninger i utviklingen av teorien om kjemisk struktur er:

• stereokjemi - studiet av den romlige strukturen til molekyler
• elektronisk struktur av materie (typer hybridisering, elektrontetthetsforskyvning)

Elektrontetthetsforskyvning eller elektroniske effekter (lysbilde 15)

Spørsmål til klassen. Definer den induktive effekten.

Svar. Induktiv – elektrontetthetsforskyvning langs lengden av sigmabindingen

Vurder reaksjonen av hydrogenbromid med propen-1 og reaksjonen av hydrogenbromid med 3,3,3-trifluorpropen-1

Spørsmål til klassen. Definer den mesomere effekten.

Svar. Mesomerisk effekt - Forskyvning av bindingselektroner eller ensomme elektronpar i alternerende enkle og korte bindinger.

Den mesomere effekten er sterkere enn den induktive effekten.

Spørsmål til klassen. Hva er effektene?

Svar. 1. Om reaktiviteten til et stoff

CH 4 – mindre reaktiv fordi alle bindinger er lavpolare

CH 3 CI – mer reaktiv fordi bindingene er mer polare.

På retninger av prosesser.

Oppgave til klassen etterfulgt av diskusjon. Vurder retningene for strømmen av kjemiske reaksjoner (vurder påvirkningen av de tilsvarende effektene på retningen av den kjemiske reaksjonen).

Reaksjon etter Markovnikovs regel.

Interaksjon av propen-1 med hydrogenbromid.

Reaksjon mot Markovnikovs styre.

Interaksjon av propensyre (akryl) med hydrogenbromid.

Konklusjon på slutten av leksjonen (lysbilde 16)

Strukturteorien skapte forutsetningene for å forklare og forutsi ulike typer isomerisme av molekyler av organiske forbindelser, samt retninger og mekanismer for kjemiske reaksjoner.

Sammenligning av de to største teoriene om kjemi - strukturteorien til A.M. Butlerov og teorien om periodisitet D.I. Mendeleev, du kan se at begge teoriene har mye til felles.

Hjemmelekser: paragraf 8, eks. 4.5. lærebok O.S. Gabrielyan.

Alexander Mikhailovich Butlerov ble født 3. september (15) 1828 i byen Chistopol, Kazan-provinsen, i familien til en grunneier, en pensjonert offiser. Han fikk sin første utdannelse ved en privat internatskole, og studerte deretter ved gymnaset og Kazan Imperial University. Han underviste fra 1849, og ble i 1857 ordinær professor i kjemi ved samme universitet. Han var dens rektor to ganger. I 1851 forsvarte han sin masteroppgave "Om oksidasjon av organiske forbindelser", og i 1854 ved Moskva universitet - sin doktoravhandling "Om essensielle oljer". Siden 1868 var han en vanlig professor i kjemi ved St. Petersburg University, og siden 1874 - en vanlig akademiker ved St. Petersburg Academy of Sciences. I tillegg til kjemi ga Butlerov oppmerksomhet praktiske spørsmål Jordbruk, hagearbeid, birøkt, og under hans ledelse begynte tedyrkingen i Kaukasus. Han døde i landsbyen Butlerovka, Kazan-provinsen, 5. august (17), 1886.

Før Butlerov ble det gjort et betydelig antall forsøk på å lage en doktrine om den kjemiske strukturen til organiske forbindelser. Dette problemet ble gjentatte ganger tatt opp av datidens mest fremtredende kjemikere, hvis arbeid delvis ble brukt av den russiske forskeren for sin strukturteori. For eksempel, tysk kjemiker August Kekule konkluderte med at karbon kan danne fire bindinger med andre atomer. Dessuten trodde han at flere formler kunne eksistere for samme forbindelse, men han la alltid til at avhengig av den kjemiske transformasjonen, kan denne formelen være annerledes. Kekule mente at formlene ikke gjenspeiler rekkefølgen atomene i molekylet er forbundet med. En annen fremtredende tysk vitenskapsmann, Adolf Kolbe, anså det generelt som fundamentalt umulig å belyse den kjemiske strukturen til molekyler.

Butlerov uttrykte først sine grunnleggende ideer om strukturen til organiske forbindelser i 1861 i en rapport "Om materiens kjemiske struktur", som han presenterte for deltakerne på kongressen for tyske naturforskere og leger i Speyer. I sin teori inkorporerte han ideer fra Kekule om valens (antall bindinger for et bestemt atom) og den skotske kjemikeren Archibald Cooper om at karbonatomer kunne danne kjeder. Den grunnleggende forskjellen Butlerovs teori fra andre var en bestemmelse om den kjemiske (og ikke mekaniske) strukturen til molekyler - måten atomer knyttet til hverandre og dannet et molekyl på. I dette tilfellet etablerte hvert atom en binding i samsvar med den "kjemiske kraften" som spesifikt tilhørte det. I sin teori gjorde forskeren et klart skille mellom et fritt atom og et atom som har inngått en forbindelse med et annet (det forvandles til en ny form, og som et resultat av gjensidig påvirkning, de tilkoblede atomene, avhengig av det strukturelle miljøet , har forskjellige kjemiske funksjoner). Den russiske kjemikeren var overbevist om at formler ikke bare skjematisk viser molekyler, men også gjenspeiler deres virkelige struktur. Dessuten har hvert molekyl en spesifikk struktur, som bare endres under kjemiske transformasjoner. Fra bestemmelsene i teorien fulgte det (senere bekreftet eksperimentelt) at de kjemiske egenskapene til en organisk forbindelse bestemmes av dens struktur. Denne uttalelsen er spesielt viktig, siden den gjorde det mulig å forklare og forutsi kjemiske transformasjoner av stoffer. Det er også et omvendt forhold: strukturformelen kan brukes til å bedømme kjemikaliet og fysiske egenskaper stoffer. I tillegg trakk forskeren oppmerksomhet til det faktum at reaktivitet forbindelser forklares av energien som atomene binder seg til.

Ved hjelp av den skapte teorien var Butlerov i stand til å forklare isomerisme. Isomerer er forbindelser der mengden og "kvaliteten" av atomer er den samme, men samtidig har de forskjellige Kjemiske egenskaper, og derfor annen struktur. Teorien gjorde det mulig å forklare klart kjente tilfeller isomerisme. Butlerov mente at det var mulig å bestemme det romlige arrangementet av atomer i et molekyl. Hans spådommer ble senere bekreftet, noe som ga drivkraft til utviklingen av en ny gren av organisk kjemi - stereokjemi. Det skal bemerkes at forskeren var den første som oppdaget og forklarte fenomenet dynamisk isomerisme. Betydningen er at to eller flere isomerer under visse forhold lett kan transformeres til hverandre. Generelt sett var det isomerisme som ble en seriøs test for teorien om kjemisk struktur og ble briljant forklart av den.

De ugjendrivelige bestemmelsene formulert av Butlerov brakte veldig snart teorien universell anerkjennelse. Riktigheten av ideene som ble fremsatt ble bekreftet av eksperimenter fra forskeren og hans tilhengere. I prosessen beviste de hypotesen om isomerisme: Butlerov syntetiserte en av de fire butylalkoholene som ble forutsagt av teorien og dechiffrerte strukturen. I samsvar med reglene for isomerisme, som direkte fulgte av teorien, ble muligheten for eksistensen av fire valerinsyrer også foreslått. De ble senere mottatt.

Dette er bare isolerte fakta i en kjede av oppdagelser: den kjemiske teorien om strukturen til organiske forbindelser hadde en fantastisk prediksjonsevne.

For relativt kort periode Et stort antall nye organiske stoffer og deres isomerer ble oppdaget, syntetisert og studert. Som et resultat ga Butlerovs teori drivkraft til den raske utviklingen av kjemisk vitenskap, inkludert syntetisk organisk kjemi. Dermed er Butlerovs mange synteser hovedproduktene til hele næringer.

Teorien om kjemisk struktur fortsatte å utvikle seg, noe som brakte mange revolusjonerende ideer til organisk kjemi på den tiden. For eksempel foreslo Kekule den sykliske strukturen til benzen og bevegelsen av dets dobbeltbindinger i molekylet, de spesielle egenskapene til forbindelser med konjugerte bindinger og mye mer. Dessuten gjorde den nevnte teorien organisk kjemi mer visuell - det ble mulig å tegne molekylære formler.

Og dette markerte i sin tur begynnelsen på klassifiseringen av organiske forbindelser. Det var bruken av strukturformler som bidro til å bestemme måter å syntetisere nye stoffer på og etablere strukturen til komplekse forbindelser, det vil si at det bestemte den aktive utviklingen av kjemisk vitenskap og dens grener. For eksempel begynte Butlerov å utføre seriøs forskning på polymeriseringsprosessen. I Russland ble dette initiativet videreført av studentene hans, noe som til slutt gjorde det mulig å åpne industriell metode skaffe syntetisk gummi.

Lysbilde 1>

Forelesningsmål:

• Pedagogisk:
  • å danne begreper om essensen av teorien om den kjemiske strukturen til organiske stoffer, avhengig av elevenes kunnskap om den elektroniske strukturen til atomer av elementer, deres posisjon i Periodiske tabell DI. Mendeleev, om graden av oksidasjon, naturen til den kjemiske bindingen og andre store teoretiske prinsipper:
    • rekkefølgen av arrangementet av karbonatomer i kjeden,
    • gjensidig påvirkning av atomer i et molekyl,
    • avhengighet av egenskapene til organiske stoffer på strukturen til molekyler;
  • danne en idé om fremdriften i utviklingen av teorier i organisk kjemi;
  • beherske begrepene: isomerer og isomerisme;
  • forklare betydningen av strukturformlene til organiske stoffer og deres fordeler fremfor molekylære;
  • vise behovet og forutsetningene for å lage en teori om kjemisk struktur;
  • Fortsett å utvikle notatferdigheter.
• Utviklingsmessig:
  • utvikle tenkning analyseteknikker, sammenligninger, generaliseringer;
  • utvikle abstrakt tenkning;
  • trene elevenes oppmerksomhet når de oppfatter store mengder materiale;
  • utvikle evnen til å analysere informasjon og fremheve det viktigste materialet.
• Pedagogisk:
  • for formålet med patriotisk og internasjonal utdanning, gi studentene historisk informasjon om vitenskapsmenns liv og arbeid.

UNDER KLASSENE

1. Organisasjonsdel

- Hilsener
– Forberede elevene til timen
– Motta informasjon om fravær.

2. Lære nye ting

Forelesningsoversikt:<Vedlegg 1 . Lysbilde 2>

I. Pre-strukturelle teorier:
– vitalisme;
– teori om radikaler;
– teori om typer.
II. Kort informasjon om tilstanden til kjemisk vitenskap på 60-tallet av XIX århundre. Betingelser for å lage en teori om den kjemiske strukturen til stoffer:
– behovet for å lage en teori;
– forutsetninger for teori om kjemisk struktur.
III. Essensen av teorien om den kjemiske strukturen til organiske stoffer A.M. Butlerov. Begrepet isomerisme og isomerer.
IV. Betydningen av teorien om den kjemiske strukturen til organiske stoffer A.M. Butlerov og dens utvikling.

3. Lekser: sammendrag, avsnitt 2.

4. Forelesning

I. Kunnskap om organiske stoffer har akkumulert gradvis siden antikken, men organisk kjemi dukket opp som en selvstendig vitenskap først på begynnelsen av 1800-tallet. Etableringen av uavhengighet av organisasjonskjemi er assosiert med navnet til den svenske vitenskapsmannen J. Berzelius<Vedlegg 1 . Lysbilde 3>. I 1808-1812 han publiserte sin store manual om kjemi, der han i utgangspunktet hadde til hensikt å vurdere, sammen med mineraler, også stoffer av animalsk og planteopprinnelse. Men delen av læreboken viet til organiske stoffer dukket opp først i 1827.
J. Berzelius så den viktigste forskjellen mellom uorganiske og organiske stoffer i det faktum at førstnevnte kan oppnås i laboratorier syntetisk, mens sistnevnte visstnok bare dannes i levende organismer under påvirkning av en viss "vital kraft" - et kjemisk synonym for "sjel", "ånd", "guddommelig opprinnelse" til levende organismer og deres organiske stoffer.
Teorien som forklarte dannelsen av organiske forbindelser ved inngripen av "vital kraft" ble kalt vitalisme. Hun var populær en stund. I laboratoriet var det mulig å syntetisere bare de enkleste karbonholdige stoffene, som karbondioksid - CO 2, kalsiumkarbid - CaC 2, kaliumcyanid - KCN.
Først i 1828, den tyske vitenskapsmannen Wöhler<Vedlegg 1 . Slide 4> klarte å få det organiske stoffet urea fra et uorganisk salt - ammoniumcyanat - NH 4 CNO.
NH 4 CNO –– t –> CO(NH 2) 2
I 1854, den franske vitenskapsmannen Berthelot<Vedlegg 1 . Slide 5>mottok triglyserid. Dette nødvendiggjorde en endring i definisjonen av organisk kjemi.
Forskere prøvde, basert på sammensetningen og egenskapene, å avdekke naturen til molekylene til organiske stoffer, de forsøkte å lage et system som ville gjøre det mulig å koble sammen de forskjellige fakta som hadde samlet seg tidlig XIXårhundre.
Det første forsøket på å lage en teori som forsøkte å generalisere tilgjengelige data om organiske stoffer er assosiert med navnet på den franske kjemikeren J. Dumas<Vedlegg 1 . Lysbilde 6>. Dette var et forsøk på å vurdere fra et enkelt synspunkt ganske stor gruppe organiske forbindelser, som vi i dag vil kalle etylenderivater. Organiske forbindelser viste seg å være derivater av noe radikal C 2 H 4 - eter:
C 2 H 4 * HCl – etylklorid (eterhydroklorid)
Ideen i denne teorien - tilnærmingen til et organisk stoff som bestående av 2 deler - dannet deretter grunnlaget for en bredere teori om radikaler (J. Berzelius, J. Liebig, F. Wöhler). Denne teorien er basert på ideen om den "dualistiske strukturen" av stoffer. J. Berzelius skrev: «hver organisk substans består av 2 komponenter, som bærer en motsatt elektrisk ladning." J. Berzelius anså oksygen for å være en av disse komponentene, nemlig den elektronegative delen, mens resten, egentlig organisk, burde vært en elektropositiv radikal.

Grunnleggende bestemmelser i teorien om radikaler:<Vedlegg 1 . Lysbilde 7>

- sammensetningen av organiske stoffer inkluderer radikaler som har en positiv ladning;
- radikaler er alltid konstante, gjennomgår ikke endringer, de går fra ett molekyl til et annet uten endringer;
– radikaler kan eksistere i fri form.

Gradvis akkumulerte fakta som motsier teorien om radikaler i vitenskapen. Slik erstattet J. Dumas hydrogen med klor i hydrokarbonradikaler. Det virket utrolig for forskere som var tilhengere av den radikale teorien om at klor, ladet negativt, kunne spille rollen som hydrogen, ladet positivt, i forbindelser. I 1834 fikk J. Dumas oppgaven med å undersøke en ubehagelig hendelse under et ball i palasset til den franske kongen: stearinlys ga ut kvelende røyk når de brant. J. Dumas konstaterte at voksen som lysene ble laget av ble behandlet med klor av produsenten for bleking. I dette tilfellet kom klor inn i voksmolekylet, og erstattet en del av hydrogenet i det. De kvelende dampene som skremte de kongelige gjestene viste seg å være hydrogenklorid (HCl). Deretter oppnådde J. Dumas trikloreddiksyre fra eddiksyre.
Dermed ble det elektropositive hydrogenet erstattet med det ekstremt elektronegative grunnstoffet klor, og egenskapene til forbindelsen forble nesten uendret. Så konkluderte J. Dumas med at den dualistiske tilnærmingen burde erstattes av en tilnærming til den organisatoriske sammenhengen som en helhet.

Den radikale teorien ble gradvis forkastet, men den satte et dypt preg på organisk kjemi:<Vedlegg 1 . Lysbilde 8>
– begrepet "radikal" har blitt godt etablert i kjemien;
– uttalelsen om muligheten for eksistensen av radikaler i fri form, om overgangen til et stort antall reaksjoner av visse grupper av atomer fra en forbindelse til en annen.

På 40-tallet XIX århundre Studiet av homologi ble igangsatt, noe som gjorde det mulig å klargjøre noen av sammenhengene mellom sammensetningen og egenskapene til forbindelser. Homologe serier og homologe forskjeller ble identifisert, noe som gjorde det mulig å klassifisere organiske stoffer. Klassifisering av organiske stoffer basert på homologi førte til fremveksten av teorien om typer (40-50-tallet av 1800-tallet, C. Gerard, A. Kekule, etc.)<Vedlegg 1 . Lysbilde 9>

Essensen av typeteori<Vedlegg 1 . Lysbilde 10>

– teorien er basert på en analogi i reaksjonene mellom organiske og enkelte uorganiske stoffer, akseptert som typer (typer: hydrogen, vann, ammoniakk, hydrogenklorid, etc.). Ved å erstatte hydrogenatomer i typen stoff med andre grupper av atomer, forutså forskerne ulike derivater. For eksempel, å erstatte et hydrogenatom i et vannmolekyl med et metylradikal resulterer i dannelsen av et alkoholmolekyl. Substitusjon av to hydrogenatomer resulterer i utseendet til et etermolekyl<Vedlegg 1 . Lysbilde 11>

C. Gerard sa direkte i denne forbindelse at formelen til et stoff bare er en forkortet registrering av dets reaksjoner.

Alle org. stoffer ble ansett som derivater av de enkleste uorganiske stoffene - hydrogen, hydrogenklorid, vann, ammoniakk<Vedlegg 1 . Lysbilde 12>

<Vedlegg 1 . Lysbilde 13>

- molekyler av organiske stoffer er et system som består av atomer, hvis rekkefølge er ukjent; egenskapene til forbindelser påvirkes av totaliteten til alle atomene i molekylet;
– det er umulig å vite strukturen til et stoff, siden molekylene endres under reaksjonen. Formelen til et stoff gjenspeiler ikke strukturen, men reaksjonene som stoffet gjennomgår. For hvert stoff kan du skrive like mange rasjonelle formler som det er forskjellige typer transformasjoner stoffet kan gjennomgå. Teorien om typer tillot et mangfold av "rasjonelle formler" for stoffer, avhengig av hvilke reaksjoner de ønsket å uttrykke med disse formlene.

Typeteori spilte en stor rolle i utviklingen av organisk kjemi <Vedlegg 1 . Lysbilde 14>

– gjorde det mulig å forutsi og oppdage en rekke stoffer;
- sørget for positiv innflytelse om utviklingen av læren om valens;
- tok hensyn til studiet av kjemiske transformasjoner av organiske forbindelser, noe som muliggjorde en dypere studie av egenskapene til stoffer, så vel som egenskapene til de forutsagte forbindelsene;
- laget en systematisering av organiske forbindelser som var perfekt for den tiden.

Vi bør ikke glemme at teorier i virkeligheten oppsto og avløste hverandre ikke sekvensielt, men eksisterte samtidig. Kjemikere forsto ofte ikke hverandre godt. F. Wöhler sa i 1835 at «organisk kjemi i dag kan gjøre hvem som helst gal. Det virker for meg som en tett skog full av fantastiske ting, et enormt kratt uten utgang, ingen ende, hvor du ikke tør å trenge inn ..."

Ingen av disse teoriene ble en teori om organisk kjemi i ordets fulle forstand. Hovedårsaken til feilen til disse ideene var deres idealistiske essens: den indre strukturen til molekyler ble ansett som grunnleggende ukjent, og enhver spekulasjon om det ble ansett som kvakksalveri.

Det var nødvendig med en ny teori som ville innta en materialistisk posisjon. Denne teorien var teori om kjemisk struktur A.M. Butlerov <Vedlegg 1 . Lysbilder 15, 16>, som ble opprettet i 1861. Alt rasjonelt og verdifullt som var i teoriene om radikaler og typer ble senere assimilert av teorien om kjemisk struktur.

Behovet for en teori ble diktert av:<Vedlegg 1 . Lysbilde 17>

– økte industrielle krav til organisk kjemi. Det var nødvendig å forsyne tekstilindustrien med fargestoffer. For å utvikle næringsmiddelindustrien var det nødvendig å forbedre metoder for bearbeiding av landbruksprodukter.
I forbindelse med disse problemene begynte man å utvikle nye metoder for syntese av organiske stoffer. Imidlertid har forskere hatt alvorlige problemer med å vitenskapelig underbygge disse syntesene. For eksempel var det umulig å forklare valensen til karbon i forbindelser ved å bruke den gamle teorien.
Karbon er kjent for oss som et 4-valent grunnstoff (Dette har blitt bevist eksperimentelt). Men her ser det ut til å beholde denne valensen bare i CH4-metan. I etan C 2 H 6, hvis vi følger våre ideer, bør karbon være. 3-valent, og i propan C 3 H 8 - fraksjonert valens. (Og vi vet at valens kun må uttrykkes i hele tall).
Hva er valensen til karbon i organiske forbindelser?

Det var ikke klart hvorfor det er stoffer med samme sammensetning, men forskjellige egenskaper: C 6 H 12 O 6 - molekylformelen for glukose, men den samme formelen for fruktose (et sukkerholdig stoff - en komponent av honning).

Pre-strukturelle teorier kunne ikke forklare mangfoldet av organiske stoffer. (Hvorfor kan karbon og hydrogen, to grunnstoffer, danne så mange forskjellige forbindelser?).

Det var nødvendig å systematisere eksisterende kunnskap fra et enkelt synspunkt og utvikle en enhetlig kjemisk symbolikk.

Et vitenskapelig basert svar på disse spørsmålene ble gitt av teorien om den kjemiske strukturen til organiske forbindelser, laget av den russiske forskeren A.M. Butlerov.

Grunnleggende forutsetninger, som forberedte grunnen for fremveksten av teorien om kjemisk struktur var<Vedlegg 1 . Lysbilde 18>

– læren om valens. I 1853 introduserte E. Frankland begrepet valens og etablerte valensen for en rekke metaller ved å studere organometalliske forbindelser. Gradvis ble begrepet valens utvidet til mange elementer.

En viktig oppdagelse for organisk kjemi var hypotesen om karbonatomers evne til å danne kjeder (A. Kekule, A. Cooper).

En av forutsetningene var utviklingen av en riktig forståelse av atomer og molekyler. Frem til 2. halvdel av 50-tallet. XIX århundre Det var ingen generelt aksepterte kriterier for å definere begrepene: "atom", "molekyl", " atommasse", "molekylmasse". Først på den internasjonale kjemikerkongressen i Karlsruhe (1860) ble disse begrepene klart definert, noe som forutbestemte utviklingen av teorien om valens og fremveksten av teorien om kjemisk struktur.

Grunnleggende prinsipper for teorien om kjemisk struktur til A.M. Butlerov(1861)

ER. Butlerov formulerte de viktigste ideene til teorien om strukturen til organiske forbindelser i form av grunnleggende prinsipper som kan deles inn i 4 grupper.<Vedlegg 1 . Lysbilde 19>

1. Alle atomer som danner molekyler av organiske stoffer er forbundet i en bestemt rekkefølge i henhold til deres valens (dvs. molekylet har en struktur).

<Vedlegg 1 . Lysbilder 19, 20>

I samsvar med disse ideene er valensen til elementer konvensjonelt avbildet med streker, for eksempel i metan CH 4.<Vedlegg 1 . Lysbilde 20> >

En slik skjematisk fremstilling av strukturen til molekyler kalles strukturformler og formler. Basert på bestemmelsene om karbons 4-valens og atomenes evne til å danne kjeder og sykluser, kan strukturformlene til organiske stoffer avbildes som følger:<Vedlegg 1 . Lysbilde 20>

I disse forbindelsene er karbon fireverdig. (Streken symboliserer kovalent binding, et par elektroner).

2. Egenskapene til et stoff avhenger ikke bare av hvilke atomer og hvor mange av dem som inngår i molekylene, men også av rekkefølgen av atomer i molekylene (dvs. egenskaper avhenger av strukturen) <Vedlegg 1 . Lysbilde 19>

Denne posisjonen til teorien om strukturen til organiske stoffer forklarte spesielt fenomenet isomerisme. Det er forbindelser som inneholder samme antall atomer av de samme grunnstoffene, men bundet i en annen rekkefølge. Slike forbindelser har ulike egenskaper og kalles isomerer.
Fenomenet med eksistensen av stoffer med samme sammensetning, men forskjellig struktur og egenskaper kalles isomeri.<Vedlegg 1 . Lysbilde 21>

Eksistensen av isomerer av organiske stoffer forklarer deres mangfold. Fenomenet isomerisme ble spådd og bevist (eksperimentelt) av A.M. Butlerov ved å bruke eksemplet med butan

Så, for eksempel, tilsvarer sammensetningen C 4 H 10 to strukturformler:<Vedlegg 1 . Lysbilde 22>

Ulike relative posisjoner av karbonatomer i karbondioksidmolekyler vises bare med butan. Antall isomerer øker med antall karbonatomer i det tilsvarende hydrokarbonet, for eksempel har pentan tre isomerer, og dekan har syttifem.

3. Ved egenskapene til et gitt stoff kan man bestemme strukturen til dets molekyl, og ved strukturen til molekylet kan man forutsi egenskaper. <Vedlegg 1 . Lysbilde 19>

Fra kurset uorganisk kjemi, er det kjent at egenskapene til uorganiske stoffer avhenger av strukturen krystallgitter. De særegne egenskapene til atomer fra ioner forklares av deres struktur. I fremtiden vil vi sørge for at organiske stoffer med de samme molekylformlene, men forskjellige strukturer er forskjellige ikke bare i fysiske, men også i kjemiske egenskaper.

4. Atomer og grupper av atomer i molekyler av stoffer påvirker hverandre gjensidig.

<Vedlegg 1 . Lysbilde 19>

Som vi allerede vet, avhenger egenskapene til uorganiske forbindelser som inneholder hydroxogrupper av hvilke atomer de er assosiert med - metall- eller ikke-metallatomer. For eksempel inneholder både baser og syrer en hydroksogruppe:<Vedlegg 1 . Lysbilde 23>

Egenskapene til disse stoffene er imidlertid helt forskjellige. Årsaken til den forskjellige kjemiske karakteren til OH-gruppen (i vandig løsning) skyldes påvirkningen av atomene og atomgruppene knyttet til den. Med økende ikke-metalliske egenskaper til sentralatomet, svekkes dissosiasjonen i henhold til basetypen og dissosiasjonen i henhold til syretypen øker.

Organiske forbindelser kan også ha ulike egenskaper, som avhenger av hvilke atomer eller grupper av atomer hydroksylgruppene er bundet til.

Spørsmålet om gjensidig infusjon av atomer A.M. Butlerov diskuterte det i detalj 17. april 1879 på et møte i Russian Physicochemical Society. Han sa at hvis to forskjellige grunnstoffer er assosiert med karbon, for eksempel Cl og H, så er de ikke avhengige av hverandre i samme grad som av karbon: det er ingen avhengighet mellom dem, forbindelsen som eksisterer i en partikkel av saltsyre... Men følger det av dette at det i forbindelsen CH 2 Cl 2 ikke er noen sammenheng mellom hydrogen og klor? Jeg svarer på dette med en rungende benektelse."

Som et spesifikt eksempel nevner han videre økningen i mobiliteten til klor under transformasjonen av CH 2 Cl-gruppen til COCl og sier ved denne anledningen: «Det er åpenbart at karakteren til klor som er tilstede i partikkelen ble endret under påvirkning av oksygen, selv om sistnevnte ikke kom i direkte sammen med klor.»<Vedlegg 1 . Lysbilde 23>

Spørsmålet om gjensidig påvirkning av direkte ikke-bundne atomer var den viktigste teoretiske kjernen i verkene til V.V. Morkovnikova.

I menneskehetens historie er det relativt få forskere hvis funn er av verdensomspennende betydning. Innenfor organisk kjemi tilhører slike meritter A.M. Butlerov. I henhold til betydningen av teorien til A.M. Butlerov sammenlignes med den periodiske lov.

Teori om kjemisk struktur A.M. Butlerova:<Vedlegg 1 . Lysbilde 24>

– gjort det mulig å systematisere organiske stoffer;
– svarte på alle spørsmålene som hadde oppstått på den tiden innen organisk kjemi (se ovenfor);
– gjorde det mulig å teoretisk forutsi eksistensen av ukjente stoffer og finne måter å syntese dem på.

Nesten 140 år har gått siden TCS av organiske forbindelser ble opprettet av A.M. Butlerov, men selv nå bruker kjemikere fra alle land det i sitt arbeid. Siste prestasjoner vitenskaper supplerer denne teorien, klargjør den og finner ny bekreftelse på riktigheten av dens grunnleggende ideer.

Teorien om kjemisk struktur er fortsatt grunnlaget for organisk kjemi i dag.

TCS av organiske forbindelser A.M. Butlerova ga et betydelig bidrag til å skape et generelt vitenskapelig bilde av verden, bidro til den dialektisk-materialistiske forståelsen av naturen:<Vedlegg 1 . Lysbilde 25>

– lov om overgang av kvantitative endringer til kvalitative kan sees ved å bruke eksemplet med alkaner:<Vedlegg 1 . Lysbilde 25>.

Bare antallet karbonatomer endres.

– loven om enhet og motsetningers kamp kan spores til fenomenet isomerisme<Vedlegg 1 . Lysbilde 26>

Enhet – i komposisjon (identisk), plassering i rommet.
Det motsatte er i struktur og egenskaper (forskjellig rekkefølge av arrangement av atomer).
Disse to stoffene eksisterer sammen.

– lov om negasjon av negasjon – om isomerisme.<Vedlegg 1 . Lysbilde 27>

Isomerer som eksisterer sammen nekter hverandre ved deres eksistens.

Etter å ha utviklet teorien, A.M. Butlerov anså det ikke som absolutt og uforanderlig. Han hevdet at det må utvikle seg. TCS for organiske forbindelser har ikke vært uendret. Den videre utviklingen gikk hovedsakelig i to sammenhengende retninger:<Vedlegg 1 . Lysbilde 28>

Stereokjemi er studiet av den romlige strukturen til molekyler.

Læren om elektronisk struktur atomer (tillot oss å forstå naturen til den kjemiske bindingen til atomer, essensen av den gjensidige påvirkningen av atomer, og forklare årsaken til manifestasjonen av visse kjemiske egenskaper av et stoff).

Oppførselen til partikler i forbindelser avhenger av mange faktorer. Teorien om strukturen til organiske forbindelser studerer oppførselen til molekyler i forbindelser, atomenes natur, valens, rekkefølge og karakter kjemiske bindinger. Denne artikkelen formulerer kort hovedbestemmelsene i denne teorien.

Struktur av organiske forbindelser

Mangfoldet av organiske forbindelser forklares av særegenhetene til deres kjemiske struktur. Atomene i et molekyl er ordnet i i en viss rekkefølge i henhold til deres valens. Denne sekvensen er den kjemiske strukturen.

Stoffer som har samme kvalitative og kvantitative sammensetning (molekylformel), men forskjellige strukturer, kalles isomerer, og selve deres eksistens kalles isomerisme. Den berømte russiske kjemikeren A.M. Butlerov beviste at nye stoffer kan oppnås ved hjelp av kontrollerte reaksjoner.

Ris. 1. Isomerismedefinisjon.

Viktig er også konseptet om at atomer og grupper av atomer i et molekyl gjensidig påvirker hverandre.

Teori om strukturene til organiske stoffer

Teorien om strukturen til organiske forbindelser ble formulert av den russiske kjemikeren A. M. Butlerov i 1861. Hovedkonklusjonen av dette vitenskapelig arbeid ble påstanden om at hvert stoff bare tilsvarer én formel. Dette arbeidet viser oppførselen til atomer inne i molekyler.

Ris. 2. A. M. Butlerov.

De viktigste bestemmelsene og konsekvensene av Butlerovs teori om struktur kan formuleres som følger:

• I molekyler er atomer ikke tilfeldig ordnet, men har en bestemt struktur.

En skjematisk fremstilling av strukturen til et molekyl kalles en strukturformel

Ris. 3. Strukturformel for molekylet.

Basert på posisjonen om valensen til karbonatomet er lik fire, og dets evne til å danne kjeder og sykluser, bygges strukturformler for organiske stoffer.

• De kjemiske egenskapene til et stoff avhenger av sammensetningen og arrangementet av atomer og molekyler.
• Ulike strukturer med samme sammensetning og molekylvekt av et stoff forårsaker fenomenet isomerisme. Helt forskjellige kjemiske grunnstoffer kan ha samme sammensetning og molekylær vekt, alt avhenger av plasseringen små partikler og forbindelser mellom dem.
• Ved egenskapene til et stoff kan du bestemme strukturen til molekylet, og ved dets struktur kan du forutsi egenskapene
• Siden under individuelle reaksjoner ikke alle, men bare noen deler av molekylene endres, kan strukturen etableres ved å studere produktene av kjemiske transformasjoner av en forbindelse.
• Reaktiviteten til atomene i et molekyl varierer avhengig av hvilke atomer de er bundet til i molekylet. Atomer knyttet til hverandre påvirker hverandre med større styrke enn ikke-relaterte.

Hva har vi lært?

Betydningen av Butlerovs teori om kjemiske strukturer av organiske forbindelser er stor. Teorien hans forklarer ikke bare strukturen til molekylene til alle kjente organiske stoffer og deres egenskaper, men gjør det også mulig å teoretisk forutse eksistensen av ukjente og nye stoffer, samt finne en måte å oppnå og syntetisere dem på.