7.3.4.2. Теорії типів

Берцеліус, виступаючи проти мінливості радикалів, вважав, що заміна електропозитивного водню на хлор призведе до різкої зміни властивостей. Але це невдовзі спростував Дюма, який в 1833 році розпочав вивчення реакції заміщення водню на хлор*, та Лоран, який в 1836 році отримав трихлоретанол і встановив, що властивості останнього мало чим відрізняються від властивостей етанолу. Проти цього запекло виступив Берцеліус, який у старості став дражливим та надзвичайно консервативним. Дюма в 1839 році отримав монохлор-, дихлор- та трихлороцтові кислоти, але, боячись втратити приязнь Берцеліуса, малодушно відступив і відрікся від поглядів свого учня Лорана.

Виходячи з цих досліджень, Лоран запропонував теорію ядер, згідно якої молекули складаються з ядер (тобто центральних радикалів), навколо яких групуються органічні радикали, що заміщують у ядрах атоми водню. Тим самим був відкинутий принцип незмінності радикалів.

Дюма ж запропонував теорію типів (її називають старою теорією), згідно з якої органічні сполуки, які одержують шляхом заміщення атомів водню на галоген чи радикал, утворюють тип сполук із подібними властивостями, наприклад, тип кислот.

В 1853 році Жерар, який звернув увагу на існування гомологічних рядів ще в 1843 році, об’єднав теорію радикалів, ядер та стару теорію типів у нову теорію типів. Згідно з Жераром, органічні речовини можна віднести до 4 типів: Н₂, НCl, Н₂О, NH₃. Заміщуючи атоми водню на радикали в цих прототипах, можна було отримати відповідно вуглеводні, галоген похідні, спирти чи ефіри та аміни. Звичайно, Жерару було на що опиратися, бо ще раніше Вільямсон запропонував тип води, а тип амоніаку з’явився в роботах Гофмана та Вюрца.

Теорія типів Жерара стала основою для класифікації органічних сполук та систематизації органічної хімії, яку Дюма та Лібіх уже в 1837 році визначили як хімію складних радикалів. А, проте, теорія типів Жерара залишалась незавершеною, оскільки хіміки по-старому вважали, що органічні речовини побудовані з радикалів, а питання про молекулярну структуру ще не торкалися. Формули Жерара:

* До вивчення цих реакцій Дюма призвів випадок, що стався на балі в Тюільрі. Присутні помітили, що в залі з’явився отруйний газ. Покликали Дюма, і він установив, що це НСl, що утворюється при згоранні свічок, які відбілювались хлором.

С H₃ CH₃ CH₃ CH₃ CH₃ CH₃

; ; ; O ; O ; H N .

H CH₃ Cl H CH₃ H

Формули Жерара відбивали здатність сполук вступати в реакції подвійного обміну, але не могли пояснити реакції відновлення та приєднання.

Кекуле спробував розвинути теорію типів. Він увів тип метану, а також кратні та змішані типи:

кратний Н змішані Н Н

О Н N N

Н Н ; H

H Н CO

O О O

Н Н H

Але введення подібного ряду типів призвело до великого свавілля в написанні формул. Так, наприклад , для оцтової кислоти Кольбе написав біля 12 раціональних формул, нижче приведені деякі з них:

1. C₄H₃O₃,OH; 2. C₄H₃(H)O₄; 3. C₄H₄ + O₄; 4. C₄H₃O₂,H₂O;

5. C₄H₃O₂O ; 6. CH₃ ; 7. O₂

HO O C₂

CO₂ C₂ H

HO H

H

O₂

H

Тому не дивно , що навіть сам Кекуле відмовився від типових формул та застосував раціональні. Але й були позитивні сторони теорії типів ( окрім систематики). Вона мала передбачувальну силу. Так Жерар передбачив існування ангідридів одноосновних кислот та синтезував їх. Кекуле в 1858 році навіть спробував показати механізм подвійного обміну, який містив ідею перехідного стану:

до під час після реакції

А B A B A B

C D C D C D