ГДЗ по химии 10 класс Габриелян — страница 22 (учебник)

   Валентность определяет, сколько связей может образовывать атом с другими атомами, что влияет на строение и свойства химических соединений.

Отличия:
   — валентность не может быть отрицательной;
   — валентность — величина реальная с физическим смыслом.

   Изомерия представляет собой уникальное явление, которое иллюстрирует богатство и разнообразие химических соединений. Изомерия — явление существования изомеров, веществ, обладающих идентичными химическими формулами, но различающихся в строении и свойствах.

   Гомология — это явление существования гомологов, веществ, которые схожи по строению и свойствам, но отличающиеся друг от друга на СН₂ группу.

   Многообразие органических соединений объясняется тем, что атомы углерода способны соединяться друг с другом простыми или кратными связями и образовывать прямые, разветвленные и циклические цепи различной длины. Кроме того, атомы углерода могут соединяться в различной последовательности, образуя, изомеры.

   Под химическим строением молекул понимают порядок соединения атомов в молекуле согласно их валентности.
   Второе положение теории строения органических соединений объясняет различие в свойствах изомеров: свойства веществ зависят не только от их качественного и количественного состава, но и строения их молекул.
   Многообразие органических соединений объясняют первое и второе положения теории строения органических веществ: атомы в молекулах веществ соединены в определенной последовательности согласно их валентности. Углерод в органических соединениях всегда четырехвалентен. Атомы углерода способны соединяться друг с другом, образуя различные цепи (линейные, разветвленные и циклические).

   Ф. Кекуле — определение валентности, отнесение углерода к четырехвалентным элементам.
   Ф. Кекуле одновременно с А. Купером отметил, что атомы углерода способны соединяться друг с другом в различные цепи.
   А. М. Бутлеров — создатель теории химического строения органических соединений.
   А. М. Бутлеров имея пытливый ум, проник в «дремучий лес» органической химии, преобразовал все накопленные знания в систематическое учение.

   C₅H₁₂

Этан
   Молекулярная: С₂Н₆
   Сокращенная структурная: СН₃—СН₃

   Александр Михайлович Бутлеров — фигура, поистине революционизировавшая химию XIX века. Его главная заслуга — создание теории химического строения органических веществ, теории, которая не просто объяснила уже известные факты, но и предсказала существование целых классов соединений, заложив фундамент для развития современной органической химии. До Бутлерова, несмотря на значительные достижения в области анализа органических веществ (установление их элементного состава), химия оставалась в значительной степени описательной наукой. Ученые знали, из каких элементов состоят молекулы, но не понимали, как именно эти элементы связаны друг с другом, что определяет свойства вещества.
   Бутлеровская теория химического строения утверждала, что свойства органического вещества определяются не только качественным и количественным составом его элементов (формула вещества), но прежде всего взаимным расположением атомов в молекуле — её структурой. Это открытие было настоящим прорывом. Бутлеров сформулировал несколько основополагающих положений своей теории. Во-первых, атомы в молекуле связаны друг с другом в определённом порядке, образуя цепи и циклы. Во-вторых, свойства вещества зависят от характера этих связей и порядка соединения атомов. В-третьих, атомы проявляют определенную валентность, то есть способность образовывать определенное число связей. Наконец, пространственное расположение атомов также играет существенную роль в определении свойств молекулы (хотя пространственные аспекты теории были развиты позднее, в работах Вант-Гоффа и Ле Беля).
   Ключевым понятием, введенным Бутлеровым, стало понятие изомерии. Изомеры — это вещества, имеющие одинаковую молекулярную формулу, но различное строение и, следовательно, разные физические и химические свойства. Классическим примером, подтверждающим теорию Бутлерова, стало получение четырех изомеров бутилового спирта (C₄H₉OH) в 1863 году. Сам Бутлеров синтезировал один из этих изомеров, а существование остальных было подтверждено другими исследователями. Этот эксперимент наглядно продемонстрировал существование изомеров и зависимость свойств вещества от его структуры. Более того, Бутлеров не ограничился объяснением уже известных фактов. На основе своей теории он предсказал существование и свойства многих еще неизвестных тогда органических соединений, таких как изобутилен, различные бутаны и пентаны, что в дальнейшем было блестяще подтверждено экспериментально. Его предсказания были не просто догадками, а логическим следствием разработанной им теории.
   Особого внимания заслуживает открытие Бутлеровым явления таутомерии — динамической изомерии. Таутомеры — это изомеры, которые легко и обратимо превращаются друг в друга, находясь в равновесии. Это явление, которое стало одним из важнейших понятий в органической химии, Бутлеров объяснил на основе своей теории строения. Он показал, что перегруппировки атомов в молекулах таутомеров происходят в результате миграции атома водорода и изменения характера связей в молекуле. Влияние Бутлерова на развитие химической науки трудно переоценить. Его учебник «Введение к полному изучению органической химии», законченный в 1866 году, быстро стал настольной книгой для химиков всего мира, быстро переведенный на все ведущие европейские языки. Это свидетельствует о быстром и всеобщем признании его теории. Признание Бутлерова в научном мире было подтверждено присуждением ему Ломоносовской премии в 1868 году.
   По рекомендации Д. И. Менделеева, Бутлеров был избран профессором химии в Санкт-Петербургском университете, где он продолжил свои исследования и подготовил целую плеяду талантливых учеников, продолживших его дело. Его вклад в химию выходит далеко за рамки создания теории химического строения. Он внедрил новые экспериментальные методики, развивал химическую номенклатуру, способствовал развитию химической промышленности в России. Бутлеров является одним из основоположников современной органической химии, а его теория строения до сих пор является фундаментальной основой этого направления химии. Его работы оказали и продолжают оказывать огромное влияние на развитие не только органической химии, но и смежных дисциплин, таких как биохимия, фармацевтика и материаловедение. Более того, теория Бутлерова является ярким примером того, как фундаментальное научное открытие может иметь огромное практическое значение.