Эволюция понятия структуры в химии

Понятие структуры является весьма общим; подобно понятию состава, оно характеризует закономерности образования и существования любой системы как множества взаимосвязанных элементов.

Более или менее общепринятым, а, главное, наиболее подходящим для химии является определение понятия структуры как устойчивой упорядоченности качественно неизменных систем, сформулированное советским философом В. С. Тюхтиным.

Основным структурным объектом химии является молекула, рассматриваемая в самом широком смысле этого слова как единая квантово — механическая система, в том числе, следовательно, и любая гигантская молекула, например, монокристалл.

Дуалистическая теория Берцелиуса

Вслед за Дальтоном, который обратился к понятию структуры для того, чтобы провести теоретический фундамент под эмпирические законы, регулирующие состав соединений, к тому же понятию прибегнул Берцелиус, впервые со всей определённостью указавший на недостаточность фактора состава для объяснения свойств и бесконечного качественного разнообразия химических соединений. Правда, предлагая такое принципиально новое объяснение, Берцелиус не только не назвал его структурным, но он даже не применил в нём термина «структура». И тем не менее на все вопросы, которые пришлось ему решать, относятся к фундаментальным вопросам структурной химии. Сюда прежде всего относятся суждения о природе сродства и химической связи и о порядке «соположения» атомов в частице.

Сущность учения Берцелиуса о химических соединениях сводится к следующим положениям: 1) все химические элементы можно расположить в ряд, где в направлении справа налево каждый последующий элемент будет являться более электроотрицательным, чем предыдущий, и, наоборот, в направлении слева направо каждый последующий элемент будет электроположительным; 2) атом каждого элемента несёт оба заряда, но в зависимости от места элемента в ряду один из зарядов больше; 3) образование химических соединений происходит за счёт частичной нейтрализации зарядов, так как полная их компенсация вследствие неравенства зарядов атома невозможна; 4) из предыдущего положения следует, что частица (молекула) каждого соединения также обладает каким-либо избыточным зарядом.

Берцелиус считал, что частица (молекула) химического соединения представляет собой не хаотическое нагромождение атомов, а определённую упорядоченность, заключающуюся в объединении двух разноимённо заряженных атомов или атомных группировок, способных к самостоятельному существованию.

Подтверждением дуалистической теории и одновременно мощным стимулом её развития явилось экспериментальное открытие сложных радикалов в составе органических молекул. В 1832 г. Либих и Велер установили, что при взаимном превращении кислородсодержащих соединений в ряду бензальдегид — бензойная кислота — бензоилхлорид — бензоилцианид одна и та же многоатомная группа С₇Н₅О, названная бензоилом, остаётся неизменной, переходя из соединения в соединение.

Поиски органических радикалов, направляемый дуалистической теорией, стал модой. Химики ставили перед собой цель выделения их в свободном виде и были уверены, что достигли этой цели.

Дуалистическая теория выглядела весьма стройной, логически непротиворечивой. Она опиралась на высшие достижения химии последней четверти ХVIII и первого десятилетия XIX в.

Положение о том, что молекула химического соединения построена из радикалов, способных к самостоятельному существованию, было главным в теории Берцелиуса.