хлорана калия. А далее число химических реакций, в которых применялись катализаторы, в том числе используемых в промышленности, стало стремительно нарастать.
Однако состояние теоретической химии продолжало оставаться неудовлетворительным. В 1840 г. францусский химик Шарль Фредерик Жерар (1816-1856) установил, что существовавшие тогда теории объединения атомов в молекулы не полны. Он показал, что в подавляющем большинстве случаев молекулы состоят из атомов и атомных групп так тесно связанных, что разделение их приводит к качественно новым веществам. Молекулу Жерар назвал «унитарной системой», в которой все ее элементы не только взаимосвязаны друг с другом, но влияют друг на друга и качественно преобразуют друг друга. Включая в себя один и тот же элемент, система делает его различным в зависимости от связанных с ним партнеров.
Некоторые химики считали теорию типов весьма упрощенной. Вызывало удивление то обстоятельство, что каждый атом элемента в различных соединениях оказывался связанным с определенным количеством других атомов. Английский химик Эдуард Франкланд (1825-1899) первым заинтересовался металлоорганическими соединениями, в которых было установлено, что каждый атом металла присоединяет определенное количество органических групп, причем оно различно для разных металлов. Например, атомы цинка соединяются только с двумя органическими группами. В 1852 г. Франкланд выдвинул теорию валентности (от лат. valentia - сила), согласно которой каждый атом обладает определенной способностью к насыщению (или определенной валентностью).
Теория валентности сыграла важнейшую роль в развитии теории химии вообще и органической химии в особенности. Исходя из этой теории, немецкий химик Кекуле (1829-1896) показал в 1857 г., что углерод четырехвалентен и что его атомы могут соединяться друг с другом в цепи. В 1858 г. Кекуле представил строение наиболее простых молекул и радикалов. Стало ясно, почему органические молекулы значительно больше и сложнее, чем неорганические. Полезность структурных формул была настолько очевидной, что многие химики-органики приняли их сразу. В результате было признано необходимым, записывая формулу соединения, показывать его атомную структуру.
В 1865 г. Кекуле предложил циклическую формулу бензола. Это предложение открыло широкие пути для построения структуры многих органических веществ.
Важную роль в развитии общей и органической химии сыграл русский химик-органик Бутлеров (1828-1886), обосновавший теорию химического строения веществ, согласно которой свойства вещества определяются порядком связей атомов в молекулах и их взаимным влиянием. В 1864 г. он первым объяснил изометрию, открыл полимеризацию изобутилена (СН3)2С = СН2, синтезировал ряд органических соединений. Изобутилен - сырье для синтеза изопрена, изооктана, полиизобутилена, бутилкаучука. Резины, изготовленные на основе изобутилена, атмосферостойки, устойчивы к химическим реагентам. Изопрен - сырье для получения изопреновых каучуков, бутилкаучука.
Развитию термохимии и органической химии мы в первую очередь обязаны знаменитому францусскому химику и государственному деятелю Пьеру Вертело (1827-1907). Он знаменит своими открытиями в области синтеза, химической механики и термохимии, а также работами в области новых методов изучения и клас
сификации органических веществ. Особенно важен труд Вертело «Опыт химической механики, основанный на термохимии» (1879). Большая часть важнейших открытий Вертело относится к области синтеза органических веществ и изучения законов химической механики, управляющей как синтезом, так и всей совокупностью химических превращений.
До Вертело, т.е. в первой половине XIX столетия, в органической химии царил анализ, все усилия были направлены на открытие простейших соединений, из которых составлены природные вещества. Отдельные факты, например синтез мочевины C2H4N20 = CO(NH2)2, осуществленный Веллером в 1828 г., не были истолкованы соответствующим образом. Вертело произвел переворот в науке, показав, что большинство органических соединений могут быть получены синтетически, без действия таинственной «жизненной силы», как думали прежде.
Наиболее важным был синтез ацетилена С2Н2 прямым соединением водорода с углеродом под влиянием высокой температуры вольтовой дуги. Присоединением к ацетилену водорода был получены этилен Н2С = СН2 и этан С2Н6, а разложением последнего - болотный газ метан СН4. При действии высокой температуры ацетилен был переведен в бензол С6Н6, нафталин C10Hg и в других представителей тел ароматического ряда. Окислением ацетилена были получены уксусная, щавелевая и гликолевая кислоты. Из окиси углерода получена муравьиная кислота, из этилена был получен этиловый спирт С2Н5ОН, а из метана - метиловый (древесный) спирт.
К 1856-62 гг. относятся первые исследования Вертело в области химической механики, а именно: изучение образования сложных эфиров, скоростей химических реакций, законов химического равновесия. С 1865 г. он занимается вопросами термохимии, и Вертело является основателем этой науки. Именно он изобрел калориметрическую бомбу и ввел понятие экзотермических и эндотермических реакций.
Одна из важных отраслей химии - агрохимия - получила свое развитие блогодаря работам знаменитого немецкого химика Юстуса Либиха (1803-1873) и русского ученого Д.Н.Прянишникова (1865-1948).
Либих провел исследования известковых суперфосфатов применительно к земледелию, в которых показал возможность применения суперфосфатов для подкормки растений и увеличения плодородия почв. Он же исследовал почти все важнейшие органические кислоты, изучил продукты разложения спирта хлором и продукты окисления алкоголя, а также составные части жидкостей мяса. Он открыл в аммиаке и меламине углесодержащие основания, которые могут быть получены искусственным способом, нашел в моче гиппуровую кислоту, в жидкости мяса -креатин, инозилиновую кислоту и тирозин как продукт разложения казеина. Он является автором теории брожения и гниения, теории минерального питания растений. Его работы в области создания минеральных удобрений и увеличения плодородия почв, существенно истощенных за предыдущие годы, да и никогда и не бывших на территории Германии особенно плодородными, были высоко оценены современниками. Вскоре после его смерти в трех городах Германии -Мюнхене, Дармштадте и Гессене ему были поставлены памятники.
Прянишников разработал теорию азотного питания растений (1916), научные основы фосфорирования почв, известкования кислых почв, гипсования солонцов, применения органических удобрений.
