Номер 1, страница 17 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Назовите затруднения, возникшие в развитии органической химии в XIX веке?

В XIX веке органическая химия переживала бурный рост, но ее развитие столкнулось с рядом серьезных теоретических и практических затруднений, которые к середине столетия привели науку в состояние, близкое к кризису. Ключевыми проблемами были следующие:

• Господство теории витализма.

  Одной из главных идеологических преград была теория витализма. Согласно ей, органические вещества принципиально отличаются от неорганических, поскольку для их образования требуется особая «жизненная сила» (vis vitalis), присущая только живым организмам. Эта доктрина делала бессмысленными попытки синтеза органических соединений в лаборатории из неорганических. Хотя в 1828 году Фридрих Вёлер случайно синтезировал мочевину (органическое вещество) из цианата аммония (неорганического), что нанесло мощный удар по витализму, теория продолжала оказывать влияние на умы ученых еще несколько десятилетий, тормозя развитие синтетической органической химии.

• Проблема изомерии и отсутствие теории строения.

  К середине XIX века химики научились достаточно точно определять элементный состав органических веществ. Однако это привело к открытию загадочного явления — изомерии. Было обнаружено, что существуют вещества с абсолютно одинаковым качественным и количественным составом, но совершенно разными физическими и химическими свойствами. Например, этиловый спирт и диметиловый эфир имеют одну и ту же молекулярную формулу $C_2H_6O$, но первый — жидкость, а второй — газ при нормальных условиях. Существующие на тот момент теории не могли объяснить этот факт, что создавало хаос и являлось главным кризисным явлением в химии. Было непонятно, как устроены молекулы и чем, кроме состава, они отличаются друг от друга.

• Огромное количество и сложность органических веществ.

  По мере изучения продуктов жизнедеятельности растений и животных открывалось огромное, лавинообразно растущее число новых органических соединений. Они были значительно сложнее большинства известных неорганических веществ. Выделение индивидуальных соединений из природных смесей, их очистка и анализ были чрезвычайно трудоемкими задачами, требовавшими разработки новых, более совершенных экспериментальных методов (например, фракционной перегонки, элементного анализа).

• Отсутствие систематической номенклатуры и классификации.

  Новые вещества получали случайные, «тривиальные» названия, чаще всего связанные с источником их получения (например, муравьиная кислота — из муравьев, яблочная — из яблок, мочевина — из мочи). Отсутствие единых принципов наименования приводило к путанице и делало невозможным создание логичной системы классификации, которая бы отражала связь между строением и свойствами веществ. Запоминание тысяч разрозненных названий и фактов стало серьезным препятствием для изучения и преподавания органической химии.

Эти проблемы были в значительной степени решены во второй половине XIX века благодаря созданию теории химического строения А. М. Бутлеровым (опиравшейся также на идеи А. Кекуле и А. Купера). Она объяснила явление изомерии, ввела понятие о последовательности соединения атомов в молекуле и их взаимном влиянии, что заложило фундамент для предсказания свойств, целенаправленного синтеза и создания систематической номенклатуры органических соединений.

Ответ: Основными затруднениями в развитии органической химии в XIX веке были: господство теории витализма, которая отрицала возможность синтеза органических веществ вне живых организмов; проблема изомерии, которую невозможно было объяснить без понимания внутреннего строения молекул; огромное количество и сложность органических соединений, что затрудняло их анализ и систематизацию; отсутствие систематической номенклатуры и классификации, что приводило к хаосу в накопленных знаниях.