Александр Михайлович Бутлеров (1828—1886)

Одновременно с развертыванием таланта Бутлерова как первоклассного экспериментатора пробуждается его гений теоретика. Он подвергает критике господствующие в то время в области изучения органических соединений теорию типов и теорию замещений и приходит к заключению, что они уже не вмещают всего фактического материала.

В то же время на Западе блестящие идеи Кекуле и Коупера о четырехвалентной природе углеродного атома и о способности углеродных атомов целеобразно соединяться друг с другом как бы повисли в воздухе. Кекуле, после' того как он высказал некоторые основные положения теории химического строения, придавал этим высказываниям и положениям второстепенное значение и еще долгое время находился во власти идей Жерара. Достаточно сказать, что в своем известном учебнике химии Кекуле, в согласии с учением Жерара, допускает для каждого химического соединения несколько рациональных формул. Коупер, отвергнув теорию типов Жерара и исходя из положений, до некоторой степени противоположных взглядам Кекуле, также приходит к ряду основных положений теории химического строения и даже пишет многие формулы строения, очень похожие на современные (принимая атомный вес кислорода равным 8); однако в дальнейшем он не развивает своих взглядов. И только у Бутлерова созревает идея о химическом строении органических соединении во всем ее объеме. Его теоретические размышления принимают вполне законченную форму, и он приходит к выводу о необходимости обменяться своими новыми взглядами с учеными Запада

Не без труда он получает вторую заграничную командировку и в 1861 г. вновь посещает лучшие лаборатории Германии, Бельгии и Франции.

19 сентября 1861 г. на съезде немецких врачей и натуралистов в городе Шпейере Бутлеров делает свой знаменитый доклад «О химическом строении тел». Он развивает в совершенно законченной форме новые взгляды на строение органических соединений и впервые предлагает ввести в химическую науку термин «химическая структура», или «химическое строение», подразумевая под этим распределение сил химического сродства, или, иначе, распределение связей отдельных атомов, образующих химическую частицу. Доклад Бутлерова и его новые взгляды на строение органических соединений были холодно приняты немецкими химиками, за исключением отдельных лиц, из которых прежде всего надо упомянуть Эрленмейера, позднее Вислиценуса. Приведем наиболее замечательное место из доклада А. М. Бутлерова: «Если попытаться теперь определить химическое строение веществ и если нам удастся выразить его нашими формулами, то формулы эти будут хотя еще не вполне, но до известной степени настоящими рациональными формулами. Для каждого тела возможна будет в этом смысле лишь одна рациональная формула, и когда создадутся известные общие законы зависимости химических свойств тела от их химического строения, то подобная формула будет выражением всех его свойств».

Сколь ни точна была только что приведенная формулировка Бутлерова относительно связи химических свойств тел с их строением, фактическое положение этого основного вопроса теории химического строения было далеко не ясным. Дело в том, что в то время считалось твердо установленным, что для соединения состава С2Н6 возможно существование изомеров. Считали, что один из них был получен Франкландом и Кольбе при действии металлического калия на нитрил уксусной кислоты, другой — Франкландом при действии цинка и воды на йодистый этил. Теория типов без труда объясняла эти удивительные факты: оба соединения должны быть отнесены к типу водорода, причем первое соединение трактовалось как двузамещенное типа водорода и представляло диметил, второе соединение являлось одно замещенным типа водорода и должно было рассматриваться как водородистый этил.

По теории химического строения, развиваемой Бутлеровым, соединению состава С2Н6 отвечает только одна формула строения, и таким образом оказывалось, что как будто факты противоречат новой теории. Несомненно, что отчасти это и было причиной скептического отношения немецких химиков к докладу Бутлерова в Шпейере, а быть может, в еще большей степени вообще слабое развитие техники исследования.

Научное кредо Бутлерова прежде всего заключалось в том, что для обобщения и объяснения фактического материала необходимы теории, однако факты, тем более новые факты не должны принудительным или искусственным образом втискиваться в теоретические представления, сколь бы совершенными эти представления ни казались. Поэтому Бутлеров искал выхода для объяснения фактов, противоречащих его теории химического строения, а именно он сделал предположение: 1) что четыре «пая» (т. е. валентности) углеродного атома расположены в виде плоскостей тетраэдра и 2) что эти паи различны. В таком случае легко можно было объяснить наличие двух изомеров этана. Позднее известный немецкий химик К. Шорлеммер, друг К. Маркса и Ф. Энгельса, путем тщательных исследований доказал, что «водородистый этил» и «диметил» — одно и то же соединение.