Радикал, в химии

Энциклопедия Брокгауза Ф.А. и Ефрона И.А. (1890 - 1916гг.) Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии (118447 статей и 6000 рисунков).

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W Z
Р РА РБ РВ РГ РД РЕ РЖ РИ РК РО РТ РУ РШ РЫ РЭ РЮ РЯ
РАА
РАБ
РАВ
РАГ
РАД
РАЕ
РАЖ
РАЗ
РАИ
РАЙ
РАК
РАЛ
РАМ
РАН
РАО
РАП
РАР
РАС
РАТ
РАУ
РАФ
РАХ
РАЦ
РАЧ
РАШ
РАЯ

Радикал, в химии (химич. radical, radicale) — слово, впервые введенное в научную химическую литературу, по-видимому, Гитоном де Морво. В докладе французской Академии наук ["M émoire sur le Développement des Principes de la Nomenclature Mé thodique" (18 апр. 1787). Номенклатурa была выработана комиссией из Лавуазье, Гитона де Морво и де Фуркруа.], пояснявшем принципы новой химической номенклатуры, Г. де М., обсуждая названия кислот неизвестного в то время состава, каковы: соляная, уксусная, борная и др., говорит: "мы удовольствовались тем, что назвали простое тело, изменяющее в них свойства кислорода, основанием, способным превращаться в кислоту (base acidifiable), или, короче, радикалом данной кислоты". Понятие о Радикал было затем расширено Лавуазье; по его мнению, Радикал может быть простым или химически сложным телом; так, "углерод есть Радикал угольной кислоты", а с другой стороны, органические кислоты содержат "Радикал щавелевый, винный". В "Trait é de chimie" (т. I, стр. 197) он уже пишет: "опыты, отчасти сделанные мною, отчасти Г. Гассенфранцем, вообще показали, что почти все растительные кислоты, каковы винная, щавелевая, лимонная... имеют радикалом водород и углерод, соединенные таким образом, что они составляют одно основание, и что кислоты различаются между собой как различными количествами этих двух тел, так и содержанием кислорода". Различие между органическими и неорганическими соединениями ему представляется следующим (т. же, стр. 209): "в царстве минеральном почти все Радикал, способные соединяться с кислородом (oxidables) и превращаться в кислоты (acidifiables), являются простыми, и наоборот, в растительном царстве и особливо в животном нет Радикал, которые не были бы сложены по крайней мере из двух тел: из водорода и углерода; часто к ним присоединяются азот и фосфор, образуя Радикал с четырьмя основаниями". Лавуазье же принадлежит намек на возможность самостоятельного существования Радикал; так, он думает, что "жирные масла" растений, принимаемые им за углеводороды, может быть, представляют собой свободные Радикал Представления Лавуазье почти целиком приняты Берцелиусом. "Мы находим, — пишет он ("Lehrb. Chem.", 1817, I, 544), — что разница между телами органическими и неорганическими состоит в том, что в неорганической природе все окисленные [Когда название дефлогистизированного воздуха было заменено названием жизненного воздуха (G. de Morveau I. с., ср Воздух, VI, 878), то замена была несомненно согласнее с правилами (номенклатуры), так как вместо выражения, основанного только на гипотезе, было выбрано назвавние, основанное на одном из самых поразительных свойств этого вещества..., но теперь уже твердо установлено, что эта часть воздуха не всегда в состоянии газа, что она разлагается... выделяя, по крайней мере отчасти, свет и теплород (ср. Горение), которые входят в состав жизненного воздуха. Необходимо было иметь в виду это вещество и дать ему имя в состоянии его наибольшей простоты, логика номенклатуры требовала даже, чтобы название этого вещества ставилось спереди, чтобы слово, вызывающее его идею, стадо бы типичным для названий его соединений... Для металлических известок мы составили (потому) слово "oxide", которое, с одной стороны, напоминает вещество, с которым соединен металл, а с другой, показывает достаточно ясно, что это соединение с кислородом не должно быть смешиваемо с кислым соединением (avec la combinaison acide), хотя оно и приближается к нему во многих отношениях". Русский перевод слова oxide — "окисел" и производное от него слово "окисленный", очевидно, выбраны неудачно, так как различие окисленных (соединенных с кислородом) тел от кислот недостаточно резко выражено.] тела содержат простой Радикал, между тем как органические тела состоят из кислородных соединений сложных Радикал В веществах растительных этот Радикал обыкновенно состоит из углерода и водорода; в веществах животных из углерода, водорода и азота. Выражения кислоты, содержащие сложные Радикал, и кислоты органические являются, следовательно, синонимами". Вопрос о том, могут ли сложные Радикал органической химии существовать самостоятельно, подобно простым Радикал (элементам) неорганической химии, был пока Берцелиусом решен скорее в отрицательном смысле [Так, в III-м томе того же учебника Берцелиус говорит, что органические кислородные соединения представляют собой "окиси сложных радикалов, не существующих в свободном состоянии, а чисто гипотетических.], хотя поводом к этому мог бы явиться циан (см.), полученный уже в 1815 г. Гей-Люссаком. Более важными, чем открытие циана, оказались для представления о Радикал замечании: Гей-Люссака (1815) о том, что винный спирт на основании удельного веса его пара можно рассматривать как продукт соединения равных объемов этилена [Двууглеродистый водород — hydrog éne bicarboné того времени.] и воды (Са 2 Н 6 О = C 2H4 + Н 2 О; ат. в. современные), а серный эфир — как соединение 2 объемов этилена и 1 объема воды; Робикэ и Колэна (1816) о том, что хлористый этил (в то время называвшийся солянокислым эфиром) можно считать соединением равных объемов этилена же и соляной кислоты (С 2 Н 5 Сl = C 2 + HCl). Эти замечания можно поставить в связь с теорией, развитой Дюма (1828) в работе над сложными эфирами, сделанной совместно с Буллэ (сыном). "Непосредственным результатом наших исследований, — пишет Дюма, — является возможность рассматривать серный эфир как основание, способное образовывать соли (comme une base salifiable), a винный спирт как гидрат эфира", и, пользуясь указанным выше замечанием Гей-Люссака, он проводит следующую параллель между соединениями этилена (см. прим.) и аммиака (атомные веса Н=1, С=6, 0=16, Сl=35,5):

Этилен 2H2
Солянокислый эфир 2 Н 2 + НСl
Спирт 2H2 + 2H2O
Эфир (серный) 2H2 + Н 2 О
Уксусный эфир 2H2 + С 8 Н 6 О 3 + Н 2 О
Щавелевый эфир 2H2+ + C4O32 О
Аммиак NH3
Нашатырь NH3 + НСl
Нашатырный спирт 2NH3 + 2H2O
Уксуснокислый аммиак 2NH3 + С 3 Н 6 О 3 + Н 2 О
Щавелевокислый аммиак 2NH3 + С 4 О 3 + Н 2 О

и т. д. Это "радикальное" [Для того времени оно было несомненно таковым, так как аммиак считался Берцелиусом (l. c.) щелочью, заключающей сложный Радикал] воззрение было распространено Дюма не только на производные спирта, но и на такие соединения, каковы, напр., жиры и сахаристые вещества; последние он сравнивал с углекислыми солями аммиака и придал, напр., глюкозе формулу С 2 Н 4, Н 2 О, СО 2 (атомные веса новые). Дюма впервые была сделана попытка рассматривать эфиры кислот, как их соли; хотя для кислот были выбраны не обычные в то время формулы, так как вода в них тогда не принималась во внимание, тем не менее это сопоставление наглядно показало возможность считать органические соединения, и притом очень разнообразные, подобными неорганическим. Попытка эта, однако, в первое время почти не обратила на себя внимание современников; Берцелиус заметил о ней только, что она представляет не что иное, как "символический способ выражения, который нельзя считать передающим действительный состав тел". Гораздо более посчастливилось в этом отношении работе Вёлера и Либиха над "Радикал бензойной кислоты" (1832). Изойдя из масла горьких миндалей (бензойного альдегида), Вёлер и Либих получили бензойную кислоту, хлористый, бромистый, иодистый, сернистый и цианистый бензоилы [Кроме того, ими были получены еще: бензамиднитрил бензойной кислоты и бензоил.]. "Все эти вещества, — говорят они в заключении своей статьи, — группируются вокруг одного соединения, которое, соединяясь с другими телами, почти не меняет своей природы и состава. Эти постоянство и последовательность в явлениях заставили нас принять это соединение за химически сложный элемент, для которого мы предложили название бензоила [Окончание -ил взято от греческого слова ύλη — вещество, материя.] . Состав этого Радикал выражен нами формулой 14C+10H+2O [При современных атомных весах и современном обозначении: С 7H3 O = С 6 Н 5 —СО'.]. Соединяясь с одним атомом кислорода, бензоил образует безводную бензойную кислоту, а в соединении с 1 атомом кислорода и 1 атомом воды — кристаллическую бензойную кислоту [Безводная безойная кислота не была получена В. Л. Это теперешний бензойный ангидрид; кристаллическая кислота — его гидрат: 2С 6 Н 5 —СО' + O = (С 6 Н 5 СО) 2 О; С 6 Н 5 CO' + (OH)' = С 6 Н 5 —СООН.]. С двумя атомами водорода бензоил образует чистое масло горьких миндалей [С 6 Н 5 —СО" + H' = C 6H5 —СОН]... Этот водород может быть замещен хлором, бромом, иодом, серой и цианом, и образующиеся таким путем тела, сравнимые с соответственными соединениями фосфора, дают при разложении под влиянием воды, с одной стороны, галоидноводородные кислоты, а с другой — бензойную кислоту [C 6 Н 5 —СОН + Сl 2 = С 6 Н 5 —СОСl + НСl, С 6 Н 5 —СОСl + + Н 2 О = НСl + С 6 Н 5 —СOOН; цианистый бензоил может быть превращен в бензоилкарбоновую кислоту С 6 Н 5 —СО—СООН.]. Нам думается, что возможность замещения галоидами 2 атомов водорода в чистом масле горьких миндалей составляет во всяком случае сильный довод в пользу допущения того, что этот водород соединен особенным образом с остальными элементами (радикала)". Какое впечатление произвела эта работа на современников, видно из отзывов о ней Берцелиуса и Пелуза. Первый в письме, адресованном авторам, пишет: "результаты, полученные вами при исследовании горькоминдального масла, без сомнения важне всех, добытых по сие время в растительной химии, и обещают неожиданно осветить эту часть науки. То обстоятельство, что тело, состоящее из углерода, водорода и кислорода, может соединяться с другими телами и особливо с галогенами... подобно простым телам, решает вопрос о возможности существования тройных сложных атомов (первого порядка), а Радикал бензойной кислоты является первым несомненно установленным примером тройного тела, обладающего свойствами элемента... Установленные вами факты дают повод к таким соображениям, что их по справедливости можно считать началом нового периода в растительной химии. По этой причине я бы даже предложил первый сложный Радикал химических соединений, содержащий более двух элементов, назвать проином (от πρωϊ — начало дня) или ортрином (от όρθρός — предрассветные сумерки); легко было бы произвести названия: проиновая или ортриновая кисл., хлоропроин или хлорортрин и т. д.... и только то соображение, что пришлось бы изменить название бензойной кислоты... заставляет меня признать более подходящим данное вами название бензоила и изменить название бензойной кисл. в бензоильную кислоту"... Пелуз же пишет Либиху: "В Париже в химическом мире говорят только о ваших опытах. Приезжайте же сюда с г. Вёлером, чтобы принять заслуженную вами дань уважения". В том же письме к Вёлеру и Либиху Берцелиус соглашается и на принятие взглядов Дюма, изложенных выше, и даже предлагает назвать этилен этерином и обозначает его Ае; благодаря Берцелиусу теория Дюма и до сих пор очень часто известна под названием этериновой теории [Впоследствии Лоран назвал этилен — этереном.]. Чтобы правильно понять причину приведенных отзывов о работе В. и Л., необходимо обратить внимание на следующие обстоятельства. Во-первых, в то время еще вполне царили в химии идеи Лавуазье, по которому кислород являлся совершенно исключительным элементом: он один был способен, соединяясь с металлами, давать основания, с металлоидами кислоты [Вернее сказать: кислотные и щелочные ангидриды], одним словом он один, как предполагалось, был способен сообщать резко определенный характер своим соединениям, а между тем кислородный атом, входящий в состав бензоильного Радикал, оказался не играющим в нем никакой особенной роли, сколько-нибудь отличающейся от ролей углерода и водорода, там же находившихся; это, естественно, заставляло задуматься над химическим характером кислорода. Во-вторых, пока под Радикал подразумевался остаток, соединенный так или иначе в данном сложном теле с кислородом, вопрос о характере самого Радикал и о возможности или невозможности его самостоятельного существования оставался совершенно в стороне, так как Радикал для каждого кислородного соединения представлял собой не что иное, как остаток, получаемый вычитанием кислорода из формулы данного соединения; опыты же Велера и Либиха давали доказательство того, что Радикал может быть переводим из одного соединения в другое, и таким образом ставили на очередь вопрос об "элементарной" роли Радикал в химически сложных телах и о возможности их самостоятельного существования. При этом вспомнили, что такой сложный и несомненно самостоятельно существующий Радикал был уже открыт и что это было не что иное, как циан Гей-Люссака. До тех пор циан относился большинством химиков к неорганическим соединениям, с этого же времени вопрос о принадлежности его к органической химии решается как-то сам собой, и в 1838 г. Либих, критикуя воззрения Лорана (теорию ядер), пишет: "так мы называем циан Радикал: 1) потому что он является неизменной составной частью целого ряда соединений, 2) потому что он может быть замещен в этих соединениях элементами и 3) потому что в его соединениях с элементами эти последние могут быть выделены и замещены эквивалентными количествами других элементов. Из этих трех главных условий, характеризующих сложный Радикал, по крайней мере два должны быть выполнены, чтобы мы могли его действительно считать таковым (сложным Радикал)". Описываемая эпоха является временем наибольшего развития теории сложных Радикал и веры в нее химиков. В предыдущем (1837) году Либих, проездом в Англию, виделся в Париже с Дюма; последний отказался от этериновой теории, перешел ко взглядам Либиха, и результатом такого соглашения явилась статья, помещенная в "Comptes rendus" парижской Академии наук (5, 567), где за подписью обоих авторов возвещалось, что они со своими учениками отныне будут заниматься открытием и изучением Радикал, так как "органическая химия обладает собственными элементами; одни из них по своей роли могут быть уподоблены хлору или кислороду, другие металлам. Циан, амид, бензоил, Радикал аммиака, жиров, спиртов и их производных являются истинными элементами органической природы, так как наиболее простые составные части, каковы углерод, водород, кислород и азот, появляются только тогда, когда органическая материя уже разрушена", а Либих в своих лекциях определил органическую химию, как химию сложных Радикал, и в цитированной выше статье (1838 г.) пишет: "вообще представления современников вращаются вокруг вопроса о существовании сложных Радикал; мы принимаем, что различие органических соединений, содержащих одинаковые элементы, обусловлено тем, что роль простых тел в них играют некоторые химически сложные тела, что, следовательно, каждое органическое соединение содержит сложный Радикал, соединенный с кислородом, водородом и другими элементами..."; далее: "трудно в настоящее мгновение допустить другое воззрение, и задача современного химика заключается в открытии между громадной массой известных тел таких соединений, которые образованы одним и тем же Радикал". "Таким образом, — замечает Ладенбург в своей "Entwicklungsgeschichte de r Chemie" (2 изд., 1887, 139), — Радикал в представлениях тогдашних химиков имели очень реальное значение: они существовали в соединениях, почему в данном теле можно было допускать присутствие только одного Радикал". В 1837 же году начата Бунзеном работа над какодилом (см.), и в 1841 г., когда ему удалось его получить в свободном состоянии, он пишет: "незыблемое доказательство реальности Радикал связано с тремя обстоятельствами: с изолированием их, с возможностью обратного получения их соединений прямым путем и, наконец, с не содержащим гипотез доказательством, что законы, управляющие плотностью их газообразных соединений, те же, что и для простых элементов. Всем этим трем условиям какодил удовлетворяет: его можно изолировать (из соединений), он способен вступать в реакции прямого соединения, и плотность паров его следует тому закону уплотнения, который имет место для неорганических элементов..." "Все реакции (какодила)... показывают, что (этот) Радикал до мелочей способен играть роль простого электроположительного элемента и что он есть настоящий органический элемент". Берцелиус в своем "Ежегоднике говорит по поводу какодила: "едва ли возможно более осязательное доказательство правильности воззрения, согласно которому органические вещества рассматриваются как соединения сложных Радикал с простыми электроотрицательными телами; такого до мелочей осуществимого примера сложного Радикал мы еще не имели, если не считать циана, который, впрочем, по своим свойствам, как сложный солерод, является представителем другого рода органических Радикал"; далее: "мы должны последовательно приступать к делу, опираясь в исследовании на известные законы природы и на установленные отношения, никогда не хватаясь поспешно за совершенно новые принципы или способы объяснения, так как они могут нас привести к теориям, подобным теории замещения (см.) с ее химическими типами и с относительным положением элементов, являющимся условием их химической роли и т. д., то есть к идеям, не выдерживающим основательной пробы"... и тем не менее теория сложных Радикал пала, а теории замещения и типов, развиваясь, послужили основанием современных структурных воззрений. Чтобы понять это, необходимо обратить внимание на то, что даже в самый расцвет теории Радикал между сторонниками ее не было согласия относительно того, что должно считать Радикал данного соединения и что определения сложного Радикал так и не удалось формулировать. Уже в 1833 г. Берцелиус отказался от признания бензоила за Радикал, так как по его мнению необходимо и в органических соединениях признавать ту же бинарную делимость, которая в то время признавалась в неорганической химии, а потому хотя бензоил и относится во многих случаях подобно Радикал, все же лучше его рассматривать как окись пикрамила (от πιχρός — горький и άμυγδάλη — миндаль); превращение бензоила в кислоту (см. выше) отвечает в таком случае превращению низшего окисла в кислотный. Либих согласился с таким взглядом, так как он требовал признания в муравьиной и уксусной кислотах радикалов СН и С 2 Н 3 или, при атомных весах С=6, О=8 и Н=1, С 2 Н и С 4 Н 3, а это позволяло сгруппировать вокруг последнего Радикал, получившего назв. ацетила [Теперь С 2 Н 3 называется винилом.], многочисленные соединения, каковы напр.: спирт C 4 Н 5 O—ОН, альдегид [Тогда только что открытый Либихом.] С 4 Н 3 О—ОН, уксусная кислота С 4 Н 3 О 3, хлористый ацетил [Хлористый винил.] — С 4 Н 3 Сl, полученный Реньо, и т. д. Между тем, с 1834 г. начали появляться работы Дюма, Лорана, Малагути и др. по замещению (см.) водорода органических соединений галоидами, и идея "органических элементов" должна была поневоле поколебаться. Действительно, в 1835 г. Либих пишет: "можно надеяться, что уже недалеко то время, когда идея неизменяемых Радикал будет оставлена", а в 1836 г. он говорит: "идея неизменяемых Радикал недавно стала господствующей в органической химии; я уже высказал мое мнение, что она не может быть приложима ко всем органическим соединениям; как несомненно то, что мы никогда не получим серной кислоты... из вещества, не содержащего серы..., так же несомненно для меня, что получение органической кислоты не связано с предварительным образованием органического Радикал Муравьиная и уксусная кислоты образуются при самых разнообразных условиях, совокупность которых совершенно исключает идею Радикал Я допускаю, что бензойная кислота может быть получена и без того, чтобы перед высшим окислом был образован Радикал бензоил. Но раз соединением веществ образовано известное тело, то мы должны принять, что элементы, его образующие, соединены одним и тем же способом, каким бы путем это тело ни было получено... В этом смысле мы всегда должны говорить о Радикал муравьиной, уксусной и бензойной кислот, и если мы желаем установить теорию образования уксусной кислоты из спирта или бензойной кислоты из масла горьких миндалей, то необходимо исключить всякое воззрение, которое не исходит в первом случае из альдегида, а во втором из бензоила". Неопределенность таких представлений была, впрочем, незаметна для современников, за исключением Дюма, Лорана и Жерара. Первый пытается противопоставить Радикал теорию типов, второй — ядер [Ср. "M é thode de chimie" par A. Laurent (1854 г., стр. 354) о Радикал Эйридзене = перекиси водорода.], и, наконец, Жерар предлагает считать за Радикал, или " остатки", все элементы, входящие в состав какого-нибудь тела, которые могут быть перемещаемы в другое тело при обменном разложении. Так, хлористый бензоил, бензойная кислота и бензамид содержат Радикал С 7 Н 5 О (бензоил); аммиак, вода, едкое кали содержат Радикал H (водород)... Как видно, в противоположность большинству химиков я понимаю слово Радикал в смысле отношения, а не в смысле тела, могущего быть изолированным или уже изолированного". Воззрения Жерара, приведшие его к теории химических типов, впоследствии слились с типами (механическими) Дюма и вытеснили вполне теорию Радикал Единственным сторонником их долгое время оставался Кольбе (ср.), но и он должен был отказаться от многих из своих утверждений, когда ему пришлось принять новые атомные веса и молекулярную (частичную) гипотезу. Теперь можно излагать органическую химию, ни разу не упоминая слова Радикал

А. И. Горбов. Δ .

Смотрии так же...