Студентам и школьникам книги химия органическая. Физико-химические исследования и органическая химия Из истории лаборатории
Кафедра физической и органической химии УГНТУ создана в результате слияния кафедр физической и органической химии в 1983 году. Историю кафедры физической химии следует вести с 1947 года, когда впервые студенты 3-го курса Уфимского филиала Московского нефтяного института не были отправлены для продолжения учебы в г. Москву. Для организации лабораторных работ в те годы при кафедре была создана стеклодувная мастерская, которая намного ускорила внедрение в лабораторный практикум различного стеклянного химического оборудования. В течение нескольких лет были поставлены работы по физической и коллоидной химии. Большая заслуга в этом принадлежит старшему преподавателю Любовь Нисовне Пиркис . Для чтения лекций по физической химии был приглашен главный инженер завода «Дубитель» Д. М. Рапопорт, который затем перешел в штат института, работая в нем до ухода на пенсию. Официальное название кафедра физической химии получила в 1951 году, когда в институте начал свою научно-педагогическую деятельность профессор Борис Васильевич Клименок , который на протяжении 32 лет возглавлял кафедру до реорганизации ее в 1983 году. В момент создания кафедры учебную и научную работу вели 8 сотрудников. Под руководством профессора Б. В. Клименка кафедра занялась научными исследованиями по депарафинизации дизельных топлив карбамидом. Комплексные исследования позволили разработать процесс депарафинизации с помощью водно-этанольных растворов карбамида и построить опытно-промышленную установку на Уфимском нефтеперерабатывающем заводе. Опытно-промышленные результаты доказали реальную возможность процесса, однако большие потери спирта и карбамида создавали неэффективность данного процесса. Кафедра самостоятельно переключилась на исследование депарафинизации дизельных топлив водно-карбамидной суспензией.
Начиная с 1954 года, к научной работе привлекаются студенты-дипломники. В разработку водного варианта карбамидной депарафинизации и практическое внедрение процесса многих сил вложил инженер А. Т. Землянский. Это был человек с «золотыми руками» и великолепным инженерным складом ума. Он самостоятельно проводил работы на токарном станке, выполнял сварочные и слесарные работы. Можно считать, что большая пилотная установка по депарафинизации карбамидом нефтяных фракций, построенная в механической мастерской института, является детищем А. Т. Землянского. Наряду с пилотной установкой была построена полупромышленная установка на НУНПЗ. Однако по ряду причин эта установка перестала существовать, и разработка процесса продолжалась в основном на пилотной установке института. Изучалась возможность новых вариантов процесса. По этой теме защитили диссертации З. В. Басыров, Ф. А. Чегодаев, А. М. Сыркин, А. А. Краснов, Т. С. Камкина, П. О. Иванов, В. Г. Абдула, Р. М. Абзалов. Расширение кафедры произошло в 1968 году, когда она включилась в исследования по получению углеродистых материалов с определенными свойствами на базе продуктов нефтепереработки и использования отработанной серной кислоты с нефтеперерабатывающих заводов. По данной тематике защищены 7 кандидатских диссертаций. Следует отметить работу А. А. Сенько, которая безукоризненно вела и лабораторный практикум, и всю отчетность на кафедре. В настоящее время эту работу продолжает инженер Г. Г. Медведева. В ее ведении не только полное обеспечение лабораторного практикума, что не просто в наше время, но также ведение кафедральных дел и организация общественных мероприятий.
Кафедра органической химии ведет свое начало также с 1947 года. На протяжении многих лет кафедра реорганизовывалась, сливаясь с другими кафедрами.
В 1974 году кафедра вновь стала самостоятельной, ее возглавил профессор Р. Б. Валитов. Под его руководством начали развиваться научные исследования в области нефтехимического и тяжелого органического синтеза. В методическую работу кафедры внесли большой вклад доценты М. Г. Сафаров, Д. М. Ториков, Р. В. Фасхутдинова, А. И. Наймушин. Доцентом М. Г. Сафаровым совместно с академиком В. И. Исагулянцем была создана школа химии 1,3-диоксанов. По этому направлению были защищены кандидатские и докторские диссертации Д. Л. Рахманкуловым, У. Б. Имашевм, Е. А. Кантором, С. С. Злотским и др.
Нельзя не отметить большой вклад в организацию лабораторного практикума по органической химии одного из старейших лаборантов университета Т. В. Григорьевой, долгие годы работающих на кафедре заведующих лабораториями Р. Т. Зинатуллина и И. Н. Гильманова, старших лаборантов Е. Е. Сухареву, Р. А. Бикимбетову, Г. Д. Воршеву.
В 1981 году заведующим кафедрой избирается профессор Урал Булатович Имашев . После объединения кафедр физической и органической химии профессор У. Б. Имашев продолжил руководство кафедрой. С его приходом активизировались научно-исследовательские работы по перспективным технологиям переработки тяжелого нефтяного сырья. Развитие и расширение этого направления привело к созданию научной школы, результатами работы которой являлись новые, не имеющие мировых аналогов технологии переработки нефтяных остатков в волновом поле. Разработаны оригинальные методики синтеза различных функциональнозамещенных моно-, ди- и тритиокарбонатов, исходя из сероокиси и дисульфида углерода. Изучены их свойства и превращения в различных химических реакциях. По сероорганической тематике на кафедре защищены 3 кандидатские диссертации (Р. Ф. Мавлютов, Н. Т. Чанышев, Р. Ф. Иштеев). Определенный вклад в научный потенциал кафедры внес доцент С.М. Калашников по синтезу ацеталей и производных сероокиси. Научный потенциал кафедры заметно вырос с приходом профессора Э. М. Курамшина. Им развернуто кинетическое направление в изучении химии ацеталей. Профессор Э. М. Курамшин руководит работами в области окислительных превращений органических соединений, а также кинетики и механизма химических реакций. За последние пять лет на кафедре выполнено НИР на сумму 1800 тыс. рублей.
Разработанные доцентом А. И. Наймушиным блок-схемы внедрены в лабораторные занятия по органической химии. Профессором Э. М. Курамшиным изданы методические рекомендации к лабораторным работам по физической и коллоидной химии с применением блок-схемы, задачник по физической химии. Профессором Э. М. Курашиным, доцентами О. П. Журкиным и О. Б. Зворыгиной издан лабораторный практикум по физической химии.
Профессором У. Б. Имашевым издан учебник «Основы органической химии» - М.: Колос, 2011. - С.-464 с. и "Лабораторный практикум по органической химии".- Уфа: УГНТУ, 2009.-236с. Им же с доцентом С. М. Калашниковым, доцентом Н. Т. Чанышевым и профессором Е. А.Удаловой издано учебное пособие "Задачи и упражнения по органической химии" Уфа: УГНТУ, 2011. - 236 с. В соавторстве с доцентом О. П. Журкиным издано учебное пособие "Физико-химичекие методы анализа органических соединений. Уфа: - УГНТУ, 2009. - 211 с.
За последние пять лет преподавателями, сотрудниками кафедры издано 12 учебников и учебных пособий, 7 монографий, 135 научных статей, получено 19 патентов, 3 гранта.
Cотрудники лаборатории . Cтоят: н.с. Грюнер С.В., в.н.с. Прищенко А.А., доц. Ливанцова Л.И., инж.Реутова Т.О., н.с. Новикова О.П., доц. Ливанцов М.В., в.н.с. Демьянов П.И. Сидят: н.с. Мелешонкова Н.Н., инж. Шувалова Е.А., доц. Гопиус Е.Д., проф. Петросян В.С., н.с. Кочетова Э.К., н.с. Аверочкина И.А.
Из истории лаборатории
В 1957 году академик Реутов О.А. создал в МГУ Лабораторию теоретических проблем органической химии, которая благодаря результатам кинетических, стереохимических и изотопных исследований механизмов реакций нуклеофильного и электрофильного замещения у атома углерода проведённых Реутовым О.А. и его первыми докторами наук (Белецкая И.П. , Бундель Ю.Г. , Соколов В.И. ) получила широкое признание в научном мире.
Развитие в лаборатории новых методов (спектроскопия ЯМР, электрохимия) позволило получить уникальные данные об электронном и пространственном строении различных органических и элементоорганических соединений, исследовать их поведение в растворах и твёрдой фазе. Новое поколение докторов наук (Бутин К.П. , Курц А.Л. , Петросян В.С. ) продолжило рост авторитета школы академика Реутова О.А. В 1988 году он передаёт руководство Лабораторией профессору Петросяну В.С. и с тех пор она называется Лабораторией физической органической химии. Проведенные в последующие годы исследования получили широкое признание и были удостоены многих наград. Выпускники лаборатории (академики Белецкая И.П., Бубнов Ю.Н. , Егоров М.П. , профессорa Соколов В.И., Бахмутов В.И. , Третьякова Н.Ю. возглавляют лаборатории в нашей стране и за рубежом. Проводимые в лаборатории в настоящее время исследования высоко оцениваются российской и международной научной общественностью.
Основные научные направления лаборатории
- физическая органическая химия
- химия элементоорганических соединений
- химия и токсикология окружающей среды
 |
В научной группе в.н.с. Прищенко А.А. (доц. Ливанцов М.В. , доц. Ливанцова Л.И. , н.с. Новикова О.П. , н.с. Мелешонкова Н.Н. ) проводят исследования новых типов органических соединений фосфора, изучают их строение и реакционную способность, а также комплексообразующую и биологическую активность. Функционализированные гидрокси- и аминометильные производные моно- и дифосфорсодержащих кислот – перспективные фосфорорганические биомиметики природных пирофосфатов и аминокислот - широко используются в качестве эффективных лигандов и биологически активных веществ с разнообразными свойствами. В лаборатории физической органической химии разработаны удобные методы синтеза новых типов этих веществ с использованием высокореакционноспособных синтонов – триметилсилиловых эфиров кислот трехвалентного фосфора и функционализированных карбонильных соединений, включающих ароматические, гетероциклические и ненасыщенные фрагменты. Полученные соединения представляют интерес для получения дифосфорсодержащих пептидов, а также как эффективные полидентатные лиганды, перспективные антиоксиданты и цитопротекторы, обладающие множественным механизмом антиокислительного действия. Работа поддержана несколькими грантами РФФИ. |
 |
Основное направление работы в.н.с. Демьянова П.И. состоит в теоретическом изучении природы внутримолекулярных, прежде всего нековалентных, взаимодействий между парами атомов в молекуле (комплексе, кристалле), выяснении, являются ли эти взаимодействия связывающими (стабилизирущими) или отталкивательными (дестабилизирующими). Необходимость в такой работе диктуется тем, что многие зарубежные и отечественные исследователи, основываясь на формальной трактовке результатов топологического анализа распределения электронной плотности в рамках созданной Бейдером квантовой теории атомов в молекулах (КТАВМ), настойчиво утверждают о существовании, например, связывающих взаимодействий между одноимённо заряженными ионами или отсутствии внутримолекулярных водородных связей в этиленгликоле и других 1,2-диолах (в том числе в сахарах) и многих других органических молекулах. Еще одно направление теоретических расчётов нацелено на получение сведений об энергетике и природе взаимодействий металл-металл в растворах и кристаллах Cu(I)-, Ag(I)- и Au(I)- органических соединений и комплексов этих металлов с органическими и неорганическими лигандами. Эти сведения помогут пролить свет на металлофильные взаимодействия, существование которых всё ещё подвергается сомнениям. |
 |
Н.с. Грюнер С.В. , много лет работая в химии органических производных кремния, германия и олова, в последние годы получил с аспирантами большой ряд гиперкоординационных соединений олова, обладающих интересными структурными особенностями и проявляющих необычную реакционную способность. |
 |
Доцент Гопиус Е.Д. – куратор преподавания органической химии на биофаке, заместитель заведующего лабораторией. Научные исследования посвящены химии карбокатионов. |
 |
Инженер Шувалова Е.А. занимается органической химией и токсикологией водных экосистем. Много внимания уделяет организации работы Открытого экологического университета МГУ, созданного в 1987 году проф. Петросяном В.С. |
Из предисловий автора к первому и второму изданиям
Глава 1. Введение
Глава 2. Термодинамика реакций в растворах
2.1. Химический потенциал
2.2. Изменение энергии Гиббса в процессе химической реакции
2.3. Условие равновесия химической реакции
2.4. Приближение разбавленного раствора
2.5. Стандартный потенциал
2.6. Закон равновесия в приближении разбавленного раствора
2.7. Коэффициент активности
2.8. Точный закон равновесия
2.9. Знак производной ((?)/дс)
2.10. Активность и стандартная активность
2.11. Константы равновесия в различных средах
2.12. Число и выбор компонентов
2.13. Формальные и истинные значения химического потенциала
2.14. Функция q°
2.15. Уравнение Гиббса-Дюгема
2.16. Молекулярные веса в растворе
2.17. Уравнение Гиббса-Дюгема для многокомпонентных систем
2.18. Растворы электролитов
2.19. Температурный коэффициент химического потенциала
2.20. Мольная энтальпия и мольная энтропия как функции концентрации
2.21. Зависимость константы равновесия от температуры
2.22. Экспериментальное определение энтальпии и стандартной энтропии реакции
2.23. Проблема точности определения (?) и (?)
2.24. Формальные значения стандартной энтальпии, энтропии и теплоемкости
2.25. Влияние давления
Литература
Глава 3. Элементы статистической термодинамики
3.1. Необходимость статистической термодинамики
3.2. Статистическая термодинамика идеального газа
3.3. Природа статистических сумм
3.4. Термодинамические функции простого гармонического осциллятора
3.5. Типичные числовые примеры
3.6. Расчет статистических сумм
3.7. Статистическая механика и химическое равновесие в газовой фазе
3.8. Изменение энтальпии и изменение потенциальной энергии
3.9. Статистическая механика разбавленного раствора
3.10. Правило Барклея-Батлера
3.11. Некоторые особенности водных растворов
3.12. Изменения стандартной энтропии для реакций в растворах
3.13. Связь со строением и реакционной способностью
3.14. Статистическая сумма q°
Литература
Глава 4. Интерпретация кинетических данных
4.1. Закон действия масс
4.2. Систематика и терминология
4.3. Зависимость между константами скоростей и равновесий
4.4. Экспериментальное изучение кинетики
4.5. Линейные формы уравнений для кинетически простых необратимых реакций
4.6. Проблемы точности
4.7. Влияние систематических отклонений от линейности
4.8. Достоверность определения порядка реакции
4.9. Проточные реакторы с перемешиванием
4.10. Кинетически простые обратимые реакции
4.11. Кинетически сложные реакции
4.12. Экспериментальное распознавание систем, включающих реакции только первого порядка
4.13. Интегральные формы уравнений для систем реакций первого порядка
4.14. Интерпретация кинетических уравнений, содержащих два экспоненциальных члена
4.15. Метод Боденштейна (метод стационарных концентраций)
4.16. Проблема точности уравнений с большим числом параметров
4.17. Уравнение Михаэлиса-Ментен
4.18. Системы с предравновесием
4.19. Влияние ассоциативного равновесия
4.20. Распознавание сложности реакции
4.21. Использование проточного реактора с перемешиванием для изучения многостадийных реакций
4.22. Проточный трубчатый реактор
4.23. Изучение относительной реакционной способности методом конкурирующих реакий
4.24. Очень быстрые реакции, лимитируемые диффузией
4.25. Справедливость закона действия масс для реакций в растворах
4.26. Принцип независимого протекания реакций
4.27. Каталитические реакции и реакции нулевого порядка
4.28. «Мрачные времена» и «возрождение»
Литература
Глава 5. Теория переходного состояния
5.1. Общая теория переходного состояния
5.2. Изменение потенциальной энергии системы в ходе реакции
5.3. Координата реакции
5.4. Летальная теория переходного состояния
5.5. Теоретические основы детальной теории переходного состояния
5.6. Обоснованность детальной теории переходного состояния
5.7. Распространение теории на другие типы реакций
5.8. Распространение теории на неидеальные растворы
5.9. Состав переходного состояния
5.10. Лимитирующее переходное состояние или лимитирующие переходные состояния
5.11. Параллельные переходные состояния
5.12. Обязательно ли образование промежуточных соединений?
5.13. Продвижение от реагентов к переходному состоянию
5.14. Вопросы по поводу механизма, имеющие и не имеющие смысла
5.15. Продвижение от переходного состояния к продуктам реакции
5.16. Принцип Кёртича
5.17. Реакция стильбена с бромом в метаноле
5.18. Проблема механизма реакций с участием ионов
5.19. Эффекты строения в системах с подвижным равновесием
5.20. Проблема стехиометрического включения растворителей в переходное состояние
5.21. Энтропия активации
5.22 Структурные изотопные эффекты
5.23. Изотопные эффекты растворителей
5.24. Влияние давления на скорость реакций
5.25. Системы с подвижными равновесиями в исходных и конечных, веществах
5.26. Катализ
5.27. Продвижение от переходного состояния к продуктам реакции в случае каталитического процесса
5.28. Ферментативный и гетерогенный катализ
5.29. Микроскопическая обратимость или детальное равновесие
Литература
Глава 6. Некоторые реакции замещения
6.1. Нуклеофильное замещение второго порядка у насыщенного атома углерода
6.2. Рацемизация и изотопный обмен
6.3. Реакции сольволиза
6.4. Карбониево-ионный механизм
6.5. Солевые эффекты в сильно диссоциирующих растворителях
6.6. Роль растворителя
6.7. Вопросы терминологии
6.8. Ограниченность представлений об образовании свободных ионов карбония
6.9. Гипотеза ионных пар
6.10. Влияние добавок азидов
6.11. Участие безгидроксильных растворителей в образовании переходного комплекса
6.12. Аллильная перегруппировка
6.13. Сольволиз, сопровождающийся рацемизацией реагента
6.14. Дополнительные данные о влиянии добавок азидов
6.15. Особый солевой эффект
6.16. Двойное обращение конфигурации
6.17. Бромониевые ионы как промежуточные соединения
6.18. Проблема фенониевого иона
6.19. Перегруппировки
6.20. Электрофильное ароматическое замещение
6.21. Реакция азосочетания
6.22. Возможные формы реагентов
6.23. Переходное состояние реакции азосочетания
6.24. Каталитическое действие пиридина
6.25. Изотопные эффекты водорода в реакции азосочетаиия
6.26. Пространственные влияния в реакции азосочетаиия
6.27. Энтропия азосочетаиия
Литература
Глава 7. Солевые эффекты
7.1. Уравнение Бренстеда
7.2. Предельный закон Дебая-Хюккеля
7.3. Солевые эффекты в реакции азосочетания
7.4. Применимость предельного закона к несимметричным ионам
7.5. Применимость предельного закона к многозарядиым ионам
7.6. Влияние умеренных концентраций солей на коэффициенты активности
7.7. Влияние умеренных концентраций солей иа скорость реакций между ионами
7.8. Солевые эффекты как подтверждение теории переходного состояния
7.9. Правило Олсона-Симонсона
7.10. Подавление солевых эффектов при изучении порядка реакции
7.11. Физический смысл теории Дебая- Хюккеля
7.12. Модификация теории для случая слабых взаимодействий
7.13. Приближение Бьеррума
7.14. Ионные пары в химических реакциях
7.15. Образование ионных пар и правило Олсона-Симонсона
7.16. О понятии ионных пар
7.17. О слабой ассоциации ионов
7.18. Влияние солей иа неэлектролиты в водных растворах
7.19. Влияние солей на реакции между ионами и нейтральными молекулами в водных растворах
7.20. Влияние солей на реакции между ионами и нейтральными молекулами в жидком сернистом ангидриде
7.21. Влияние солей на реакции сольволиза в водных растворах
7.22. Влияние солей на неэлектролиты в иеводных растворах
7.23. Исторические сведения
Литература
Глава 8. Влияние растворителя иа реакционную способность
8.1. Основной принцип
8.2. Электростатический вклад в химический потенциал электролита
8.3. Образование ионных пар; случай Идеального электростатического взаимодействия
8.4. Ассоциация ионов в четвертичных аммониевых Солях
8.5. Ионные триплеты и полимеры солей
8.6. Водородная связь
8.7. Ионные пары с водородной связью
8.8. Взаимодействие анионов с донорами водородной связи
8.9. Взаимодействие катионов с акцепторами водородной связи
8.10. Другие виды взаимодействий ионов с нейтральными молекулами
8.11. Обзор взаимодействий ионов с растворителем
8.12. Роль диэлектрической проницаемости
8.13. Металлоорганические соединения элементов первой группы
8.14. Влияние сольватации аниона на скорость взаимодействия аниона с нейтральной молекулой
8.15. Влияние специфической сольватации катионов на скорости реакций между анионами и нейтральными молекулами
8.16. Хелатная сольватация катионов
8.17. Кинетика реакций с участием ионных агрегатов
8.18. Инертность твердых реагентов
8.19. Влияние растворителя на реакционную способность амбидентных анионов
8.20. Влияние природы растворителя на реакции катионов с анионами
8.21. Дисперсионные силы
8.22. Плотность когезионной энергии
8.23. Регулярные и идеальные растворы
8.24. Перенос растворенного вещества из одного регулярного раствора в другой
8.25. Влияние сильных взаимодействий
8.26. Изокинетическая зависимость при изменении растворителя
8.27. Сольволиз в водно-спиртовых смесях
8.28. Иные влияния растворителя на скорость сольволиза
8.29. Комплексы с переносом заряда
8.30. Комплексообразование за счет мультипольного или дипольного взаимодействия
Литература
Глава 9. Количественное изучение кислот и оснований
9.1. Электрометрическое определение рН в водных растворах
9.2. Электрометрическое определение кислотности в неводных растворах
9.3. Измерение кислотности с помощью индикаторов
9.4. Функция кислотности Hо
9.5. Исторические сведения
9.6. Функции кислотности Н"", Hi и Нa
9.7. Функции кислотности Hк и Н"к
9.8. Другие данные по функциям кислотности
9.9. Гипотеза трех переменных
9.10. Сольватационная переменная
9.11. Неопределенность понятия кислотности
9.12. Стандартные активности в смесях сильных кислот с водой
9.13. О влиянии активности воды
9.14. Функции кислотности для высококонцеитрированных растворов кислот
9.15. Функции кислотности и скорости катализируемых кислотами реакций
9.16. Нитрование ароматических соединений в смесях серной кислоты с водой
9.17. Системы, описываемые двумя функциями кислотности
9.18 Неопределенность понятия силы основания
9.19 Определение величин рК°°
9.20. Наложение эффектов среды при спектрофотометри-ческом определении основности
9.21. Методы введения поправок на эффекты среды
9.22. Другие способы определения силы слабых оснований
9.23. Температурные коэффициенты
9.24. Кислотно-основные реакции в плохо диссоциирующих растворителях
9.25. Поведение индикаторов в нитрометане и сульфолане
9.26. Кислотно-основные реакции в диметилсульфоксиде
9.27. Функции кислотности и сила оснований в других высокоосновных средах
9.28 Скорости реакций в сильноосновных средах
9.29. Основность алкоголятов щелочных металлов
Литература
Глава 10. Скорости реакции с участием кислот и оснований
10.1. Общий кислотный и общий основной катализ
10.2. Каталитическое уравнение Бренстеда
10.3. Статистические поправки
10.4. Пространственные эффекты
10.5. Каталитическое уравнение Бренстеда и теория переходного состояния
10.6. Катализ молекулами растворителя, ионами лиония и лиата
10.7. Распознаваемость общего кислотного и общего основного катализа
10.8. Скорости реакций переноса протона
10.9. Теория электронных смещений
10.10. Гидратация ацетальдегида
10.11. Механизм гидратации, катализируемой основаниями
10.12. Механизм гидратации, катализируемой кислотами
10.13. Катализ в реакции енолизацин
10.14. Циклические переходные состояния
10.15. Гидролиз эфиров
10.16. Коивые типа «колокола» и «перевернутого колокола»
10.17. Образование оксимов и другие подобные реакции
10.18. Гидролиз фенилиминолактона
10.19. Катализ кислотами Льюиса
Литература
Глава 11. Количественные зависимости между строением и реакционной способностью
11.1. Абстрактная теория
11.2. Принцип линейной зависимости свободных энергий
11.3. Зависимость между константами скоростей и равновесий
11.4. Линейные зависимости между изменениями свободных энергий
11.5. Корреляции Геттлера
11.6. Сила кислот и скорость гидролиза их эфиров
11.7. Феноды и карбоновые кислоты
11.8. Электронная интерпретация
11.9. Уравнение Гаммета
11.10. Пространственные эффекты
11.11. Прямые резонансные взаимодействия
11.12. Нормальные константы заместителей
11.13. (?)Константы
11.14. (?)Константы
11.15. Недостаточность двух значений (?)
11.16. Закономерности прямого резонансного взаимодействия
11.17. Уравнение Юкава-Цуно
11.18. Проблема случайных и систематических отклонений
11.19 Затухание электронных влияний в боковой цепи
11.20. Суммарное влияние нескольких заместителей
11.21. Пространственные препятствия резонансу
11.22. Природа пространственных эффектов
11.23. Аддитивность пространственных эффектов
11.24. Дальнейшие ограничения применимости принципа линейной зависимости свободных энергий
11.25. Индукционный и резонансный эффекты
11.26. Уравнение Тафта
11.27. Исторические сведения
11.28. Корреляция реакционной способности алифатических и ароматических соединений
11.29. Анализ Экснера
11.30. «Гибкие» и «жесткие» молекулы
11.31. Влияние растворителей на (?) и (?)
Литература
Глава 12. Влияние строения на изменения энтальпии и энтропии
12.1. Изокинетическая зависимость
12.2. Изоэнтропийные реакционные серии
12.3. Изоэнтальпийные реакционные серии
12.4. Изокинетическая температура
12.5. Надежность установления изокинетической зависимости
12.6. Пределы существования изокинетической зависимости
12.7. Непостоянство энтальпийиых и энтропийных влияний
12.8. Структурные влияния и статистическая термодинамика
12.9. Предположения
12.10. Следствия
12.11. Подтверждения
12.12. Другие подходы
Литература Эта широко известная книга написана одним из создателей физической органической химии, ставшей в последнее время по существу самостоятельной отраслью науки, основной задачей которой является установление количественной связи между строением и реакционной способностью органических соединений. В книге рассматриваются вопросы классической и статистической термодинамики химических реакций, интерпретации кинетических данных, влияния растворителя на реакционную способность, количественного изучения кислот и оснований. Большое внимание уделено теории переходного состояния, солевым эффектам, кислотно-основному катализу, корреляционным уравнениям и изокинетическим зависимостям.
Книга такого плана издается на русском языке впервые; она предназначена для химиков-органиков - научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов химических вузов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Автор этой книги, профессор Л. Гаммет, родился в 1894 г. в Уилмингтоне (США). Он окончил Гарвардский университет, где в 1916 г. получил степень бакалавра наук и затем год работал в Цюрихе у Штаудингера. В 1923 г. он защитил диссертацию на степень доктора философии в Колумбийском университете. До 1961 г. преподавал в этом университете, с 1951 по 1957 г. возглавляя кафедру химии. В настоящее время Л. Гаммет - заслуженный профессор в отставке.
Л. Гаммет явился одним из пионеров новой отрасли науки, возникшей в 20 - 30-е годы нашего века, - физической органической химии. С его именем связаны три фундаментальных открытия: создание функции кислотности, установление связи между скоростью катализируемых кислотами реакций и функцией кислотности, а также введение в химию корреляционных уравнений типа \gk - а и тем самым принципа линейности свободных энергий. Ныне ясно, что даже одного из этих открытий было бы достаточно для того, чтобы оставить свой след в науке. Естественно, что профессор Гаммет отмечен многочисленными научными премиями и медалями: Никольса (1957), Норриса (1960, 1966), Пристли (1961), Гиббса (1961), Льюиса (1967), Чендлера (1968), Национальной научной медалью (1968). Он является членом Национальной академии наук (США) и почетным членом Химического общества (Лондон).
Предлагаемая вниманию читателей книга Л. Гаммета «Основы физической органической химии» занимает выдающееся место в мировой химической литературе. Ее первое издание, вышедшее в свет в 1940 г., намного опередило свое время и, если воспользоваться сказанными в адрес другой книги словами самого Гаммета, стало «библией думающих химиков-органиков». Причина этого заключается, во-первых, в глубине многих изложенных в ней оригинальных идей, на десятилетия определивших целые направления научных исследований. Во-вторых, в книге содержалось большое число логических предсказаний, которые впоследствии блестяще подтвердились. В-третьих, в течение многих лет эта книга была единственной в мировой литературе, где излагались проблемы новой отрасли науки - физической органической химии. Первое издание книги не переводилось на русский язык, но наверняка известно почти всем советским химикам по многочисленным ссылкам на него, а многим и по английскому оригиналу. Настоящий перевод сделан со второго, полностью переработанного и дополненного издания, выпущенного в США в 1970 г.
В отличие от первого издания эта книга не монография, так как автор не, стремился ни к исчерпывающему охвату всей мировой литературы, ни к освещению всей проблематики. Книга представляет собой прекрасно написанное учебное пособие, рассчитанное на глубокое ознакомление с кругом важнейших вопросов физической органической химии. О принципах построения книги и ее конкретном содержании нет нужды писать, поскольку они в полной мере отражены в предисловии автора и подробном оглавлении. Следует лишь отметить, что от имеющихся книг того же назначения ее существенно отличает более общий и более строгий «физический» подход к проблемам и их количественной интерпретации.
Читатель этой книги имеет редкую возможность получить сведения, так сказать, из первых рук: Л. Гаммет был современником и активным участником становления физической органической химии как науки. Имеющиеся в книге «лирические отступления», пронизанные хорошим юмором, позволяют ощутить атмосферу, в которой совершалось то или иное открытие, и почувствовать своеобразие автора как ученого и человека. При этом советские химики не могут не испытывать симпатии к Л. Гаммету, который в споре сосвоими незримыми противниками утверждает, что целью теоретической химии является умение предвидеть и управлять химическими процессами, или, в другом месте, высказывает убеждение в том, что особенно ценные результаты дают не те исследователи, которые занимаются уточнением уже известного, но те, которые вступают в спор с установившимися взглядами, даже если они и кажутся незыблемыми законами. Однако, шутливо замечается. Гаммет, при этом следует ясно представлять себе, о чем можно спорить, а о чем нельзя, чтобы не потерять напрасно свое время и чужие средства.
При работе над русским изданием этой книги мы постарались возможно точнее передать ее содержание, в необходимых случаях сделали примечания и составили небольшие списки дополнительной литературы.
Нет сомнений в том, что превосходная книга Л. Гам-мета заслуженно будет пользоваться широкой популярностью в кругах советских химиков, работников вузов, исследовательских институтов и предприятий.
В заключение приведем отрывок из письма Л. Гаммета редактору: «Я рад выходу своей книги на русском языке - одном из основных языков мира. Я настоятельно рекомендую молодым химикам, включая собственного внука, изучать русский язык, для того чтобы читать русскую научную литературу. Хотя мои знания русского языка, к сожалению, не распространяются дальше алфавита, однако можно предполагать, что перевод моей книги на русский язык послужит для меня стимулом к его дальнейшему изучению».
Л. Эфрос Ю. Каминский
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЙ АВТОРА К ПЕРВОМУ И ВТОРОМУ ИЗДАНИЯМ
Одной из общих тенденций развития науки является временное ослабление внимания к явлениям, находящимся на стыке различных областей науки. Рано или поздно этот недостаток становится слишком очевидным, и тогда появляется новая отрасль науки. Нечто подобное произошло в двадцатых-тридцатых годах на стыке физической и органической химии: появилась совокупность фактов, обобщений и теорий, которую было бы правильно называть физической органической химией. Это название подразумевает исследование явлений органической химии количественными и математическими методами.
Одним из основных направлений, в котором развивалась физическая органическая химия, было изучение количественными методами механизмов реакций, а также влияния строения и среды на реакционную способность. Никакое другое направление не дает результатов, имеющих такую непосредственную практическую ценность для основной задачи химии - управления химическими процессами.
Иногда коллеги-физики насмешливо называли такого рода работу «изучением мыловарения». Но мыло играет немаловажную роль в цивилизации человечества, и я совсем не уверен, что об основах мыловарения, которое, как говорят, представляет собой гидролиз сложных эфиров, мы знаем больше, чем о строении атомного ядра.
Как ни стремительно было развитие физической органической химии за тридцать лет, прошедших с момента выхода первого издания этой книги, нынешняя ситуация еще очень далека от мрачного будущего, рисуемого Качаль-ским: «Нравится нам это или нет, но конечная цель каждой науки заключается в том, чтобы стать тривиальной, стать хорошо отрегулированным аппаратом для решения упражнений из учебников или для практического применения в конструировании машин». Эта цель все еще далека, если, как это было несколько лет назад, мы способны удивляться открытию, что реакции с участием оснований могут протекать в диметилсульфэксиде в 1013 раз быстрее, чем в метаноле. И пока еще далеко то время, когда предсказание катализатора для данной реакции превратится в упражнение для учащихся.
Все же многое из того, что тридцать лет тому назад было предположительным, стало несомненным; грубые приближения сменились более точными; значительно выросла сама физическая органическая химия, а также объем знаний исследователей, работающих в этой области. По-видимому, наступило время для радикального пересмотра тематики, затронутой в первом издании книги.
Как и первое издание, второе издание настоящей книги посвящено скоростям, равновесиям и механизмам реакций. Если быть более точным, то рассмотрение будет ограничёно кругом гетеролитических реакций в растворах. Радикальные реакции, а также теория молекулярных орбиталей не рассматриваются, поскольку они стали предметами отдельных монографий.
Даже с этими ограничениями размер книги превысил бы всякие разумные пределы, если бы я пытался, как это было в первом издании, придать ей энциклопедический характер и обсуждать все реакции, для которых имеется информация о механизме, вместо того чтобы отобрать примеры, иллюстрирующие пути исследования механизма.
Однако я надеюсь, что основные принципы, которые могут быть использованы при изучении гетеролитических реакций в растворах, изложены достаточно основательно, глубоко и продуманно. Я также надеюсь, что эта книга принесет пользу как физико-химикам, так и хими-кам-органикам; поэтому я стремился сделать изложение материала доступным для студентов с прочными (хотя и элементарными) знаниями и физической, и органической химии. Мне остается только извиниться, если в книге имеются места, кажущиеся тривиальными для лиц, уже работающих в какой-либо из этих областей.
Теории и принципы, о которых идет речь в книге, принадлежат мне лишь в очень небольшой степени. В оправдание ошибок, которые, несомненно, имеются в указаниях на истинных авторов, я могу сослаться только на трудность определения приоритета в идеях.
Я глубоко обязан Э. М. Арнетту, М. М. Дэвису, Г. Л. Герингу, Д. Е. Кимбаллу, Р. У. Тафту и Г. Цоллингеру, каждый из которых прочитал часть рукописи и сделал ценные замечания. Я благодарю своих аспирантов, которые учили меня больше, чем я учил их, а более всего - трех великих учителей: Е. П. Колера, Г. Штаудингера и Дж. М. Нельсона, ибо они посеяли семена, из которых выросла эта книга.
Л. Гаммет
Главной задачей химика, как я ее себе представляю, является умение предвидеть и управлять ходом реакций. При этом, как и при всякой другой попытке человека овладеть законами природы, могут быть использованы два подхода. Один заключается в создании общих теорий, из которых дедуктивным путем выводятся следствия, касающиеся частных свойств материи. Второй, опираясь на эмпирические обобщения, строит частные и приближенные теории, способные объяснить наблюдаемые явления или предложить интересное направление экспериментальных исследований. Из-за характера своей науки мы, химики, вынуждены идти главным образом по второму пути. Как я уже однажды заметил, «химики дошли до эффективных рабочих принципов задолго до того, как уравнение Шредингера стало воплощением теоретического ключа ко всем проблемам химии. Даже сегодня количество информации, которое химик может получить непосредственно из этого уравнения, представляет только малую часть того, что ему известно».
Некоторые химики, кажется, стыдятся этого и завидуют ученым, работающим в таких областях, где, выражаясь словами Дирака, «красота уравнений важнее их соответствия экспериментр. Я же испытываю чувство гордости за науку, которая достигла столь многого благодаря изобретательному использованию каждого средства, будь оно грубым и топорным или изысканным и изящным. Цитирую себя снова: «НадеюСь, ничто из сказанного не приведет вас к мысли, что я пренебрегаю теорией или умаляю ее значение. Но я думаю, что уважение, с которым мы относимся к теории, не должно затмевать, как это иногда бывает, того обстоятельства, что наука равным образом обязана и эмпирическим обобщениям. Вспомним, например, к каким огромным теоретическим последствиям привело открытие швейцарским школьным учителем количественной связи между частотами линий в спектре водорода - связи, выглядевшей странно и неожиданно.
Я думаю, что иногда мы забываем о большой разнице между точной и приближенной теориями. Позвольте остановиться на мсем отношении к последней. Если, например, мой коллега Бреслоу на основании теории молекулярных орбиталей предсказывает стабильность и ароматичность такой экзотической структуры, как циклопро-пенильный катион, то очевидно, что, несмотря на свой приближенный характер, теория молекулярных орбиталей является могущественным инструментом для открытия неожиданных явлений. Но если теория молекулярных орбиталей предсказывает невозможность какого-то нового явления или зависимости, ее выводы следует рассматривать лишь как несколько (но не полностью) обескураживающие. Если кто-нибудь начнет искать эффект, предсказываемый такого рода теорией, то скорее всего время и деньги не будут потрачены зря. Но если кто-нибудь начнет искать эффект, который подобная теория считает невозможным, то мало будет шансов в пользу благоприятного исхода. К счастью, среди ученых, как и среди игроков в тотализатор, встречаются люди, предпочитающие заключать пари против шансов, в то время как подавляющее большинство всегда ставит на фаворита. Я думаю, что в науке мы должны всячески поддерживать людей, решившихся на риск при подобных неравных шансах.
Это не значит, что мы должны оказывать поддержку глупцам и невеждам, игнорирующим убийственные для них факты, людям, которые хотят потратить свое время и, как правило, чужие деньги на поиски эффекта, не согласующегося, например, с выводами, сделанными Уиллардом Гиббсом. Гиббс исходил из строго доказанных обобщений - первого и второго законов термодинамики,
пользовался точным математическим аппаратом и создал теорию, которая является наилучшим из известных мне примеров точной теории. Против такой теории тщетно бороться.
Однако открытые Гиббсом общие закономерности являются абстрактными, и их превращение в конкретные зависимости, включающие такие прозаические величины, как концентрация растворенных веществ, требует либо точных эмпирических уравнений состояния, либо теорий, которые неминуемо имеют приближенный характер. Поэтому необходимо проявлять осторожность, особенно в тех случаях, когда к приближенному характеру теории примешивается престиж известного ученого. Так, в старости Нернста был период, когда редкий смельчак отваживался опубликовать какие-либо выводы, не согласующиеся с приближенными частными уравнениями состояния, которые позволили Нернсту во времена его молодости совершить много полезного. Те же, кто пытался, сталкивались с гневом Юпитера, который обычно уничтожал обидчика (до тех пор, пока не пришло время Г. Н. Льюиса).
Мораль всего сказанного такова: относитесь с большим уважением к точной теории, но при этом будьте по-настоящему уверены, что теория, которая советует не делать того, что вам хотелось бы, является действительно точной теорией, а не просто любимым детищем признанного авторитета».
KOHEЦ ФPAГMEHTA
Физико-химические исследования . В 30-60 годы XIX столетия в развитии химии доминирующую роль играла органическая химия, которой были достигнуты крупные успехи. Новые синтезы органических соединений следовали один за другим. Работы Н. Зинина, Ш. Жерара, Г. Кольбе, Ж. Дюма, А. Вюрца, М. Бертло, А. М. Бутлерова и многих других привлекли к себе внимание широких кругов химиков.
В результате этих работ возникли важные обобщения, имеющие отношение главным образом к определенному кругу фактов из области органической химии. Таковы учение о замещении, теория типов, теория химического строения, теория ароматических соединений и т. п. Основные вопросы химии так же, как вопрос о природе элементов и их свойств, о причинах и условиях их химического взаимодействия, т. е. о природе и сущности химического сродства,- эти вопросы оставались как бы на втором плане. Их несомненная важность хорошо сознавалась, но не более; с другой стороны, почва для их решения была еще мало подготовленной. Главное же препятствие заключалось в огромной трудности их разработки, в необходимости гораздо больших усилий, чем те, которые требовались для исследований других менее общих и менее фундаментальных проблем химии. Развитие органической химии тем не менее во многом содействовало изучению и выявлению важных физико-химических закономерностей. Именно при изучении органических соединений окрепло убеждение, что закономерности, которым подчиняются химические и физические законы, одинаковы как для органических, так и для неорганических веществ. Этот вывод имел принципиальное значение. В науке утвердилось важное положение, что образование как ее тест ваттных минералов, так и органических соединений расти тельного и животного мира, равно как и веществ, искусственно полученных в химической лаборатории, подчинено одним и тем же законам.
Открытые таких явлений в органической химии, как изомерия (1830, Берцелиус) и гомология (1842, Шиль, Жерар), выдвинуло перед химиками важнейшую задачу − изучить зависимость физико-химических свойств соединений от их состава и строения.
Исследование изомерных соединений наглядно показало, что химические и физические свойства веществ зависят не только от качества атомов и их числа, но и от внутреннего расположения атомов. Отсюда вытекала важнейшая проблема − проникнуть физико-химическими методами в «интимную жизнь» атомов и молекул и попытаться познать законы их взаимодействий.
В этой области для физико-химических методов исследования открывалось особенно широкое поле изысканий, направленных на изучение не только свойств и состава соединений, но и химических процессов, условий и факторов, влияющих па течение химических реакций.
Изучение органических реакций (протекающих медленно и не полностью) дало важный новый материал о химических равновесиях. Именно изучение этих реакций позволило ввести в химию такие важные понятия, как скорость (время), направление и предел химического процесса. Исследование этих проблем логически привело к изучению влияния температуры, давления, количеств веществ и их агрегатного состояния на скорость и направление химической реакции. Когда реакция протекает медленно, то можно останавливать ее в различные моменты и исследовать состояние и природу веществ в эти моменты. Реакции неорганической химии, как правило, протекающие почти мгновенно, не позволяли проводить подобные исследования.
Синтетико-препаративный путь вел химиков к получению (первоначально путем выделения из природных продуктов, а впоследствии путем синтеза) новых важных веществ, нашедших затем практическое применение. Изучение и использование новых веществ в свою очередь требовало исследования их физических свойств в зависимости этих свойств от состава и структуры соединения.
На основе изучения органических соединений Г. Коппом были выявлены первые зависимости между химическим строением и физическими свойствами. «…Связь между физическими свойствами и химическим составом и точное определение этих свойств, - писал Копп,- может в некоторых случаях служить контролем для верного определения состава, так что знание свойств физических иногда прямо подтверждает знание свойств химических».
Заслуга Г. Коппа (1817-1892) заключается в том, что он впервые систематически с 1842 по 1855 г. исследовал физико-химические свойства ряда веществ (точка кипения, молекулярный и атомный объем, атомная темплоемкость) и связь между химическим составом и строением органических соединений.
Для вычисления удельных объемов жидкостей Копп брал их плотность при температуре кипения, считая эти температуры, при которых упругость паров одинакова, соответствующими. Опыты Коппа по определению удельных объемов жидких органических веществ показали, что: 1) изомерные соединения имеют близкие удельные объемы; 2) во многих гомологичных рядах вместе с правильным изменением состава правильно изменяются удельные объемы. Сравнивая точки кипения разных органических веществ, Копп пришел к заключению, что в гомологичных рядах усложнение состава на СH 2 сопровождается, как правило, повышением температуры кипения на 12, 15, 10 °С. Разность эта для каждого гомологического ряда обыкновенно бывает постоянна.
Как можно было предполагать, химическое строение соединений должно было иметь определенное влияние на точку кипения; действительно, оказалось, что изомеры кипят при различных температурах.
При определении температур плавления и замерзания органических веществ было найдено, что для гомологичных соединений температура повышается с увеличением молекулярного веса веществ.
Работы Коппа по определению атомных, или удельных объемов различных соединений, по изучению отношений между температурой кипения и составом соединений, хотя и не привели к принципиально важным закономерностям, но дали сильный стимул к изучению физико-химических зависимостей и уточнению тех правил, которые были установлены Коппом.
Высоко оценивая заслуги Коппа в разработке важной области физико-химических знаний, Д. И. Менделеев писал: «История всегда отдаст должное уважение неутомимой деятельности Коппа».
С появлением теории химического строения (1861) Бутлерова начинается новый этап в изучении зависимостей физико-химических свойств органических соединений от их химического строения. А. М. Бутлеров подчеркивал, что химические и физические свойства химических соединений «находятся во взаимной причинной связи» и что исследование физических свойств имеет огромное значение для уяснения «взаимных отношений, в которых находятся в этих веществах их составные части». В первом выпуске «Введения» (1864) Бутлеров обращал внимание на то, что исследование физических свойств имеет огромное значение для уяснения взаимных отношений составных частей химических соединений. В этом же выпуске имеется специальная глава: «Отношения между физическими и химическими свойствами веществ». В ней он рассматривает температуры плавления и кипения, теплоемкости, скрытые теплоты плавления и испарения, «калорические явления при химических реакциях», т. о. тепловые эффекты, молекулярные силы, растворимость, преломление, рассеяние света, флуоресценцию и фосфоресценцию, вращение плоскости поляризации, химическое действие света и электричества.
Наибольшие внимание ученых привлекли в то время оптические методы исследования веществ.
Еще в 1811 г. Араго открыл явление оптической активности при изучении двойного лучепреломления в кристаллах кварца. Затем в 1817 г. Био обнаружил, что жидкие органические соединения обладают оптическими свойствами: они способны вращать плоскость поляризации. Способность жидких органических веществ вращать плоскость поляризации показала, что нет необходимой зависимости между кристаллическим строением и оптической деятельностью. Последняя, по словам Бутлерова, «гнездится в натуре частиц». Этими исследованиями был открыт факт фундаментального значения, а именно: оптическая активность является свойством не только кристалла, но и молекулы.
По поводу указанных работ Био имеется следующее интересное суждение Берцелиуса: «Без сомнения, исследования этого рода, которые находятся еще в зачаточном состоянии, могут стать плодотворными, если бы они были проведены в полном объеме. Если такая работа будет проведена кем-либо, кто вооружен одновременно и оптической наукой и химическими знаниями, то можно надеяться на получение объяснений, которые проникнут в скрытые области теории о составе органических и неорганических тел».
Изучение зависимости светопреломляющей способности веществ от их состава особенно успешно стало развиваться после того, как М. Бертло в 1856 г ввел понятие молекулярной рефракции, которая представляет собой (произведение удельной рефракции на молекулярный вес. По Бертло молекулярная рефракция, которая для большего числа соединений давала отклонении, не превышающее ±0,1 %.
С 1879 г. к систематическому изучению атомных и групповых рефракций приступил ученик Ландольта Ю. Брюль. Им четко были сформулированы задачи физических исследований в органической химии. Он считал, что для установления строения веществ химические методы недостаточны и что необходимо привлекать сравнительное изучение физических свойств веществ.
Брюль писал в конце 70-х годов: «…состав веществ может быть изучен вплоть до отношения друг к другу отдельных атомов; поэтому пришло время использовать предлагаемый физикой инструмент для практического применения в химии… Исходя из этого убеждения, я составил план сравнительного изучения в широком масштабе физических свойств органических веществ. По совету профессора Ландольта в Лахене я (решил взять сначала в качестве предмета исследования отношения между светопреломляющей способностью и химической природой веществ».
«Я убежден,- писал он, что уже недалеко то время, когда эти физические методы исследования станут равноправными с методами и аналитическими и синтетическими».
И. И. Канонников в 1883-1885 гг. применил рефрактометрический метод для изучения структуры неорганических веществ. Он считал, что этот метод имеет «огромную важность при изучении строения, так как он дает возможность делать заключения об этом строении, не разрушая частицы соединения».
Современные исследования по рефрактометрии подтвердили эту точку зрения. В настоящее время измерения оптических свойств позволяют решать самые разнообразные задачи − от исследования водородной связи до определения структурных формул силикатов.
С 90-х годов XIX в. А. Ганча стал в широком масштабе применять физические методы исследования (спектры абсорбции, измерения электропроводности т. и.) для установления строения органических соединений.
Ганч и его школа придавали большое значение изучению спектров поглощения. Ганчу удалось показать, что существует большое различие между спектром поглощения кислоты в чистом виде и той же кислоты в растворе. Это имело большое значение для изучения не только чистых веществ, но главным образом природы растворов.
Л. А. Чугаев с 1897 г. выполнил серию работ по исследованию оптических свойств преимущественно органических соединений. Им был усовершенствован оптический метод анализа смесей органических соединений, вращающих плоскость поляризации света. Чугаев установил интересный случай аномалии у различно построенных диоксимов. Оказалось, что триметиленовому кольцу свойствен определенный ипкремент рефракции, что не соответствовало данным Брюля. Эти исследования дали возможность изучить химическое строение холестерина.
В соединении с теорией химического строения физические методы явились могучим средством исследования физико-химических свойств сложнейших веществ.
Такие методы, как криоскопия и эбулиоскопия, оказали органической химии неоценимые услуги. Химик-органик стал также широко использовать измерения электропроводности, рефракции, термохимических констант, спектров поглощения, вращательной способности, магнитных свойств для изучения свойств и строения различных органических соединений.
В 1909 г. в статье «Современные задачи органической химии» Л. А. Чугаев писал, что химик-органик в своих исследованиях должен взять на вооружение физико-химические методы исследования и теоретическое освещение химических процессов. В свою очередь, по Чугаеву, «химия углеродистых соединений благодаря неисчерпаемому разнообразию как форм вещества, так и типов его превращений, представляет богатейший материал для исследования».
В историко-химичеокой литературе иногда указывается, что органическая химия якобы на долгие годы (1840-1880) затормозила развитие физической химии, отвлекла на себя научные силы. Полностью согласиться с этой точкой зрения нельзя. Более того, «органический» период развития химии был весьма нужным и важным этапом не только в развитии химии вообще, но и физической химии, ибо именно химики-органики дали богатый новый материал для различных физико-химических исследований. Органические соединения сыграли важную роль в истории открытия многих основных физико-химических законов и теоретически важных обобщений.
Работы химиков-органиков по изучению строения различных классов органических соединений подготовили почву для глубокого исследованию механизма реакции, что имело впоследствии большое значение для развития химической кинетики.