Tukio kubwa zaidi katika maendeleo ya kemia ya kikaboni lilikuwa uumbaji mwaka wa 1961 na mwanasayansi mkuu wa Kirusi A.M. Butlerov nadharia za muundo wa kemikali wa misombo ya kikaboni.
Kabla ya A.M. Butlerov aliona kuwa haiwezekani kujua muundo wa molekuli, ambayo ni, mpangilio wa vifungo vya kemikali kati ya atomi. Wanasayansi wengi hata walikataa ukweli wa atomi na molekuli.
A.M. Butlerov alikanusha maoni haya. Alikuja kutoka mahali pazuri kupenda mali na mawazo ya kifalsafa kuhusu ukweli wa kuwepo kwa atomi na molekuli, kuhusu uwezekano wa kujua kifungo cha kemikali cha atomi katika molekuli. Alionyesha kuwa muundo wa molekuli unaweza kuanzishwa kwa majaribio kwa kusoma mabadiliko ya kemikali ya dutu. Kinyume chake, kujua muundo wa molekuli, mtu anaweza kuamua mali ya kemikali ya kiwanja.
Nadharia ya muundo wa kemikali inaelezea utofauti wa misombo ya kikaboni. Ni kutokana na uwezo wa kaboni ya tetravalent kuunda minyororo ya kaboni na pete, kuchanganya na atomi za vipengele vingine na kuwepo kwa isomerism katika muundo wa kemikali wa misombo ya kikaboni. Nadharia hii iliweka misingi ya kisayansi ya kemia-hai na kueleza sheria zake muhimu zaidi. Kanuni za msingi za nadharia yake A.M. Butlerov aliielezea katika ripoti yake "Juu ya nadharia ya muundo wa kemikali."
Kanuni kuu za nadharia ya muundo ni kama ifuatavyo.
1) katika molekuli, atomi zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa mlolongo fulani kwa mujibu wa valency yao. Utaratibu ambao dhamana ya atomi inaitwa muundo wa kemikali;
2) mali ya dutu hutegemea sio tu ambayo atomi na kwa kiasi gani hujumuishwa katika molekuli yake, lakini pia kwa utaratibu ambao wameunganishwa kwa kila mmoja, yaani, juu ya muundo wa kemikali wa molekuli;
3) atomi au vikundi vya atomi vinavyounda molekuli huathiri kila mmoja.
Katika nadharia ya muundo wa kemikali, umakini mkubwa hulipwa kwa ushawishi wa pande zote wa atomi na vikundi vya atomi kwenye molekuli.
Fomula za kemikali zinazoonyesha mpangilio ambao atomi huunganishwa katika molekuli huitwa fomula za muundo au formula za muundo.
Umuhimu wa nadharia ya muundo wa kemikali ya A.M. Butlerova:
1) ni sehemu muhimu zaidi ya msingi wa kinadharia wa kemia ya kikaboni;
2) kwa umuhimu inaweza kulinganishwa na Jedwali la Vipengee la Muda na D.I. Mendeleev;
3) ilifanya iwezekane kupanga idadi kubwa ya nyenzo za vitendo;
4) ilifanya iwezekanavyo kutabiri mapema kuwepo kwa vitu vipya, na pia kuonyesha njia za kupata.
Nadharia ya muundo wa kemikali hutumika kama msingi elekezi wa utafiti wote katika kemia-hai.
12 Phenoli, derivatives ya hidroksi misombo ya kunukia, iliyo na kikundi kimoja au zaidi cha hidroksili (–OH) kilichounganishwa kwenye atomi za kaboni za kiini cha kunukia. Kulingana na idadi ya vikundi vya OH, misombo ya monoatomiki hutofautishwa, kwa mfano, oxybenzene C 6 H 5 OH, kawaida huitwa kwa urahisi. phenoli, hydroxytoluenes CH 3 C 6 H 4 OH - kinachojulikana cresols oksinaphthalenes - naphthols, diatomic, kwa mfano dioksibenzini C 6 H 4 (OH) 2 ( haidrokwinoni, pyrocatechin, resorcinol), polyatomic, kwa mfano pyrogallol, phloroglucinol. F. - fuwele zisizo na rangi na harufu ya tabia, vinywaji mara nyingi; mumunyifu sana katika vimumunyisho vya kikaboni (pombe, etha, oensol). Inayo mali ya asidi, fosforasi hutengeneza bidhaa zinazofanana na chumvi - phenolates: ArOH + NaOH (ArOna + H 2 O (Ar ni radical yenye kunukia) Alkylation na acylation ya phenolates husababisha esta za fosforasi - ArOR rahisi na ArOCOR ngumu (R ni kikaboni). Esta zinaweza kupatikana kwa mwingiliano wa moja kwa moja wa fosforasi na asidi ya kaboksili, anhidridi zake na kloridi ya asidi. Fenoli inapopashwa joto na CO 2, asidi ya phenolic huundwa, kwa mfano. asidi salicylic. Tofauti pombe, kikundi cha hidroksili cha F. kinabadilishwa na halojeni kwa shida kubwa. Uingizwaji wa elektroli katika kiini cha fosforasi (halojenation, nitration, sulfoniation, alkylation, nk) hufanywa kwa urahisi zaidi kuliko hidrokaboni za kunukia ambazo hazijabadilishwa; vikundi badala vinatumwa ortho- Na jozi-nafasi kwa kikundi cha OH (tazama. Sheria za mwelekeo) Kichocheo cha hidrojeni ya F. husababisha alkoholi alicyclic, kwa mfano C 6 H 5 OH hupunguzwa hadi cyclohexanol. F. pia ina sifa ya athari za condensation, kwa mfano, na aldehidi na ketoni, ambayo hutumiwa katika sekta ya kuzalisha resini za phenol na resorcinol-formaldehyde, diphenylolpropane, na bidhaa nyingine muhimu.
Phosphates hupatikana, kwa mfano, kwa hidrolisisi ya derivatives ya halojeni inayofanana, kuyeyuka kwa alkali ya asidi ya arylsulfoniki ArSO 2 OH, na kutengwa na lami ya makaa ya mawe, lami ya makaa ya mawe ya kahawia, nk. Fizikia ni malighafi muhimu katika uzalishaji wa polima mbalimbali, adhesives. , rangi na varnishes, rangi, na madawa ( phenolphthalein, salicylic acid, salol), surfactants na harufu. Baadhi ya F. hutumiwa kama antiseptics na antioxidants (kwa mfano, polima, mafuta ya kulainisha). Kwa kitambulisho cha ubora wa kloridi ya feri, ufumbuzi wa kloridi ya feri hutumiwa, ambayo huunda bidhaa za rangi na asidi ya feri. F. ni sumu (tazama Maji machafu.).
13 Alkanes
sifa za jumla
Hidrokaboni ni misombo rahisi zaidi ya kikaboni inayojumuisha vipengele viwili: kaboni na hidrojeni. Hidrokaboni zilizojaa, au alkanes (jina la kimataifa), ni misombo ambayo muundo wake unaonyeshwa na fomula ya jumla C n H 2n+2, ambapo n ni idadi ya atomi za kaboni. Katika molekuli za hidrokaboni zilizojaa, atomi za kaboni zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa kifungo rahisi (moja), na valensi nyingine zote zimejaa atomi za hidrojeni. Alkanes pia huitwa hidrokaboni zilizojaa au parafini (neno "parafini" linamaanisha "uhusiano wa chini").
Mwanachama wa kwanza wa safu ya homologous ya alkanes ni methane CH4. Mwisho -an ni kawaida kwa majina ya hidrokaboni iliyojaa. Hii inafuatwa na ethane C 2 H 6, propane C 3 H 8, butane C 4 H 10. Kuanzia na hidrokaboni ya tano, jina huundwa kutoka kwa nambari ya Kigiriki, ikionyesha idadi ya atomi za kaboni kwenye molekuli, na mwisho -an. Hii ni pentane C 5 H 12 hexane C 6 H 14, heptane C 7 H 16, octane C 8 H 18, nonane C 9 H 20, decane C 10 H 22, nk.
Katika mfululizo wa homologous, mabadiliko ya taratibu katika mali ya kimwili ya hidrokaboni huzingatiwa: pointi za kuchemsha na za kuyeyuka huongezeka, wiani huongezeka. Katika hali ya kawaida (joto ~ 22 ° C), wanachama wanne wa kwanza wa mfululizo (methane, ethane, propane, butane) ni gesi, kutoka C 5 H 12 hadi C 16 H 34 ni kioevu, na kutoka C 17 H 36 ni. yabisi.
Alkanes, kuanzia mwanachama wa nne wa mfululizo (butane), wana isoma.
Alkanes zote zimejaa hidrojeni hadi kikomo (kiwango cha juu). Atomu zao za kaboni ziko katika hali ya mseto wa sp 3, ambayo inamaanisha kuwa zina vifungo rahisi (moja).
Nomenclature
Majina ya washiriki kumi wa kwanza wa safu ya hidrokaboni iliyojaa tayari yamepewa. Ili kusisitiza kwamba alkane ina mnyororo wa kaboni moja kwa moja, neno la kawaida (n-) mara nyingi huongezwa kwa jina, kwa mfano:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3
n-butane n-heptane
(butani ya kawaida) (heptane ya kawaida)
Wakati atomi ya hidrojeni inapotolewa kutoka kwa molekuli ya alkane, chembe za valent moja huundwa zinazoitwa itikadi kali ya hidrokaboni (kwa kifupi kama R). Majina ya radicals monovalent yanatokana na majina ya hidrokaboni sambamba na mwisho -an kubadilishwa na -yl. Hapa kuna mifano inayofaa:
Radicals huundwa sio tu na kikaboni, bali pia na misombo ya isokaboni. Kwa hivyo, ukiondoa kikundi cha hydroxyl OH kutoka kwa asidi ya nitriki, unapata radical ya monovalent - NO 2, inayoitwa kikundi cha nitro, nk.
Wakati atomi mbili za hidrojeni zinaondolewa kutoka kwa molekuli ya hidrokaboni, radicals divalent hupatikana. Majina yao pia yametolewa kutoka kwa majina ya hidrokaboni iliyojaa inayolingana na mwisho -ane kubadilishwa na -ylidene (ikiwa atomi za hidrojeni zimetenganishwa na atomi moja ya kaboni) au -ylene (ikiwa atomi za hidrojeni zimeondolewa kutoka kwa atomi mbili za kaboni zilizo karibu) . Radical CH 2 = inaitwa methylene.
Majina ya radicals hutumiwa katika nomenclature ya derivatives nyingi za hidrokaboni. Kwa mfano: CH 3 I - iodidi ya methyl, C 4 H 9 Cl - kloridi ya butilamini, CH 2 Cl 2 - kloridi ya methylene, C 2 H 4 Br 2 - ethylene bromidi (ikiwa atomi za bromini zimeunganishwa kwa atomi tofauti za kaboni) au bromidi ya ethylidene. (ikiwa atomi za bromini zimeunganishwa kwa atomi moja ya kaboni).
Ili kutaja isoma, majina mawili yanatumiwa sana: ya zamani - ya busara na ya kisasa - mbadala, ambayo pia huitwa utaratibu au kimataifa (iliyopendekezwa na Umoja wa Kimataifa wa Kemia Safi na Inayotumika IUPAC).
Kulingana na nomenclature ya busara, hidrokaboni huchukuliwa kuwa derivatives ya methane, ambayo atomi moja au zaidi ya hidrojeni hubadilishwa na radicals. Ikiwa radicals sawa hurudiwa mara kadhaa katika formula, basi zinaonyeshwa na nambari za Kigiriki: di - mbili, tatu - tatu, tetra - nne, penta - tano, hexa - sita, nk Kwa mfano:
Nomenclature ya busara ni rahisi kwa miunganisho isiyo ngumu sana.
Kulingana na nomenclature mbadala, jina linatokana na mnyororo mmoja wa kaboni, na vipande vingine vyote vya molekuli huzingatiwa kama vibadala. Katika kesi hii, mlolongo mrefu zaidi wa atomi za kaboni huchaguliwa na atomi za mnyororo huhesabiwa kutoka mwisho ambao radical ya hydrocarbon iko karibu zaidi. Kisha wanaita: 1) nambari ya atomi ya kaboni ambayo radical inahusishwa (kuanzia na radical rahisi zaidi); 2) hidrokaboni ambayo ina mlolongo mrefu. Ikiwa formula ina radicals kadhaa zinazofanana, basi kabla ya majina yao yanaonyesha nambari kwa maneno (di-, tri-, tetra-, nk), na nambari za radicals zinatenganishwa na koma. Hivi ndivyo isoma za hexane zinapaswa kuitwa kulingana na nomenclature hii:
Hapa kuna mfano ngumu zaidi:
Nomenclature zote mbili mbadala na za busara hazitumiwi tu kwa hidrokaboni, bali pia kwa madarasa mengine ya misombo ya kikaboni. Kwa baadhi ya misombo ya kikaboni, iliyoanzishwa kihistoria (empirical) au kinachojulikana majina yasiyo na maana hutumiwa (asidi ya fomu, etha ya sulfuriki, urea, nk).
Wakati wa kuandika fomula za isoma, ni rahisi kugundua kuwa atomi za kaboni huchukua nafasi tofauti ndani yao. Atomu ya kaboni ambayo imeunganishwa na atomi moja ya kaboni kwenye mnyororo inaitwa msingi, kwa mbili inaitwa sekondari, tatu ni ya juu, na nne ni ya quaternary. Kwa hivyo, kwa mfano, katika mfano wa mwisho, atomi za kaboni 1 na 7 ni za msingi, 4 na 6 ni za sekondari, 2 na 3 ni za juu, 5 ni za quaternary. Sifa za atomi za hidrojeni, atomi nyingine, na vikundi vya utendaji hutegemea ikiwa zimeunganishwa kwa atomi ya kaboni ya msingi, ya upili au ya juu. Hii inapaswa kuzingatiwa kila wakati.
Risiti. Mali.
Tabia za kimwili. Katika hali ya kawaida, washiriki wanne wa kwanza wa safu ya homologous ya alkanes (C 1 - C 4) ni gesi. Alkane za kawaida kutoka pentane hadi heptadecane (C 5 - C 17) ni vimiminika, kuanzia C 18 na zaidi ni yabisi. Kadiri idadi ya atomi za kaboni kwenye mnyororo inavyoongezeka, i.e. Kadiri uzani wa molekuli unavyoongezeka, viwango vya kuchemka na kuyeyuka vya alkanes huongezeka. Kwa idadi sawa ya atomi za kaboni kwenye molekuli, alkanes zenye matawi zina kiwango cha chini cha kuchemsha kuliko alkanes za kawaida.
Alkane kwa kivitendo haziyeyuki katika maji, kwa kuwa molekuli zake ni za polar ya chini na haziingiliani na molekuli za maji, huyeyuka vizuri katika vimumunyisho vya kikaboni visivyo na polar kama vile benzini, tetrakloridi kaboni, n.k. Alkani za kioevu huchanganywa kwa urahisi na kila mmoja.
Chanzo kikuu cha alkanes ni mafuta na gesi asilia. Sehemu mbalimbali za mafuta zina alkanes kutoka C 5 H 12 hadi C 30 H 62. Gesi asilia ina methane (95%) na mchanganyiko wa ethane na propane.
Kati ya njia za syntetisk za kutengeneza alkanes, zifuatazo zinaweza kutofautishwa:
1. Imepatikana kutoka kwa hidrokaboni zisizojaa. Mwingiliano wa alkenes au alkynes na hidrojeni ("hydrogenation") hutokea mbele ya vichocheo vya chuma (Ni, Pd) saa.
inapokanzwa:
CH 3 -C≡CH + 2H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3.
2. Maandalizi kutoka kwa waendeshaji wa halojeni. Wakati alkanes za monohalojeni zinapokanzwa na chuma cha sodiamu, alkanes zilizo na mara mbili ya idadi ya atomi za kaboni hupatikana (majibu ya Wurtz):
C 2 H 5 Br + 2Na + Br-C 2 H 5 → C 2 H 5 -C 2 H 5 + 2NaBr.
Mwitikio huu haufanywi na alkane mbili tofauti za halojeni kwa sababu husababisha mchanganyiko wa alkane tatu tofauti.
3. Maandalizi kutoka kwa chumvi za asidi ya carboxylic. Wakati chumvi zisizo na maji za asidi ya kaboksili zimeunganishwa na alkali, alkanes hupatikana ikiwa na atomi moja kidogo ya kaboni ikilinganishwa na mnyororo wa kaboni wa asidi ya asili ya kaboksili:
4.Kupata methane. Katika arc ya umeme inayowaka katika anga ya hidrojeni, kiasi kikubwa cha methane huundwa:
C + 2H 2 → CH 4.
Mwitikio sawa hutokea wakati kaboni inapokanzwa katika angahewa ya hidrojeni hadi 400-500 ° C kwa shinikizo la juu mbele ya kichocheo.
Katika hali ya maabara, methane mara nyingi hupatikana kutoka kwa carbudi ya alumini:
Al 4 C 3 + 12H 2 O = ZSN 4 + 4Al (OH) 3.
Tabia za kemikali. Katika hali ya kawaida, alkanes ni ajizi ya kemikali. Wao ni sugu kwa hatua ya vitendanishi vingi: haziingiliani na asidi ya sulfuriki na nitriki iliyojilimbikizia, na alkali zilizojilimbikizia na kuyeyuka, hazijaoksidishwa na mawakala wa oksidi kali - permanganate ya potasiamu KMnO 4, nk.
Utulivu wa kemikali wa alkanes unaelezewa na nguvu za juu za vifungo vya C-C na C-H s, pamoja na kutokuwa na polarity. Vifungo visivyo vya polar vya C-C na C-H katika alkanes havielekei kupasuka kwa ionic, lakini vinaweza kupasua homolitiki chini ya ushawishi wa itikadi kali amilifu. Kwa hiyo, alkanes zina sifa ya athari kali, ambayo husababisha misombo ambapo atomi za hidrojeni hubadilishwa na atomi nyingine au vikundi vya atomi. Kwa hivyo, alkanes huingia katika miitikio ambayo huendelea kulingana na utaratibu wa uingizwaji mkali, unaoonyeshwa na ishara S R (kutoka kwa Kiingereza, badala ya radicalic). Kulingana na utaratibu huu, atomi za hidrojeni hubadilishwa kwa urahisi zaidi katika elimu ya juu, kisha kwa atomi za sekondari na za msingi za kaboni.
1. Halojeni. Wakati alkanes huguswa na halojeni (klorini na bromini) chini ya ushawishi wa mionzi ya UV au joto la juu, mchanganyiko wa bidhaa kutoka kwa mono- hadi polyhalogen-substituted alkanes huundwa. Mpango wa jumla wa mmenyuko huu unaonyeshwa kwa kutumia methane kama mfano:
b) Ukuaji wa mnyororo. Radikali ya klorini huondoa atomi ya hidrojeni kutoka kwa molekuli ya alkane:
Cl + CH 4 →HCl + CH 3
Katika kesi hii, radical ya alkyl huundwa, ambayo huondoa atomi ya klorini kutoka kwa molekuli ya klorini:
CH 3 + Cl 2 →CH 3 Cl + Cl
Athari hizi hurudiwa hadi mnyororo unapokatika katika mojawapo ya athari:
Cl + Cl → Cl 2, CH 3 + CH 3 → C 2 H 6, CH 3 + Cl → CH 3 Cl
Mlinganyo wa jumla wa majibu:
Katika athari kali (halojeni, nitration), atomi za hidrojeni kwenye atomi za kaboni za kiwango cha juu huchanganywa kwanza, kisha kwa atomi za kaboni za sekondari na za msingi. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba dhamana kati ya atomi ya kaboni ya juu na hidrojeni huvunjika kwa urahisi kwa njia ya homolytically (nishati ya dhamana 376 kJ/mol), kisha ya pili (390 kJ/mol), na kisha tu ya msingi (415 kJ). /mol).
3. Isomerization. Alkanes za kawaida zinaweza, chini ya hali fulani, kubadilika kuwa alkanes zenye matawi:
4. Kupasuka ni kupasuka kwa hemolytic ya vifungo vya C-C, ambayo hutokea wakati wa joto na chini ya ushawishi wa vichocheo.
Wakati alkanes za juu zimepasuka, alkene na alkane za chini huundwa; methane na ethane zinapopasuka, asetilini huundwa:
C 8 H 18 → C 4 H 10 + C 4 H 8,
2CH 4 → C 2 H 2 + ZN 2,
C 2 H 6 → C 2 H 2 + 2H 2.
Athari hizi ni za umuhimu mkubwa wa viwanda. Kwa njia hii, sehemu za mafuta ya kuchemsha (mafuta ya mafuta) hubadilishwa kuwa petroli, mafuta ya taa na bidhaa nyingine muhimu.
5. Oxidation. Kwa oxidation kidogo ya methane na oksijeni ya anga mbele ya vichocheo mbalimbali, pombe ya methyl, formaldehyde, na asidi ya fomu inaweza kupatikana:
 |
Uoksidishaji mdogo wa kichocheo wa butane na oksijeni ya anga ni mojawapo ya mbinu za viwandani za kuzalisha asidi asetiki:
t °
2C 4 H 10 + 5O 2 → 4CH 3 COOH + 2H 2 O.
paka
Angani, alkanes huwaka hadi CO 2 na H 2 O:
C n H 2n+2 + (3n+1)/2O 2 = nCO 2 + (n+1)H 2 O.
Alkenes
Alkenes (vinginevyo olefini au hidrokaboni ethilini) ni hidrokaboni isiyojaa acyclic iliyo na kifungo kimoja mara mbili kati ya atomi za kaboni, na kutengeneza mfululizo wa homologous na fomula ya jumla CnH2n. Atomi za kaboni kwenye dhamana mbili ziko katika hali ya mseto wa sp².
Alkene rahisi zaidi ni ethene (C2H4). Kulingana na nomenclature ya IUPAC, majina ya alkenes huundwa kutoka kwa majina ya alkanes sambamba kwa kuchukua nafasi ya kiambishi "-ane" na "-ene"; Nafasi ya dhamana mara mbili inaonyeshwa na nambari ya Kiarabu.
Mfululizo wa homologous
Alkenes zilizo na zaidi ya atomi tatu za kaboni zina isoma. Alkenes ni sifa ya isomerism ya mifupa ya kaboni, nafasi za dhamana mbili, interclass na kijiometri.
| etheni | C2H4 |
| propene | C3H6 |
| n-butene | C4H8 |
| n-pentene | C5H10 |
| n-hexene | C6H12 |
| n-heptene | C7H14 |
| n-octene | C8H16 |
| n-nonene | C9H18 |
| n-decene | C10H20 |
Tabia za kimwili
Kiwango cha kuyeyuka na kuchemsha huongezeka kwa uzito wa Masi na urefu wa uti wa mgongo wa kaboni.
Katika hali ya kawaida, alkenes kutoka C2H4 hadi C4H8 ni gesi; kutoka C5H10 hadi C17H34 - vinywaji, baada ya C18H36 - yabisi. Alkenes haziyeyuki katika maji, lakini huyeyuka sana katika vimumunyisho vya kikaboni.
Tabia za kemikali
Alkenes zinafanya kazi kwa kemikali. Mali zao za kemikali zinatambuliwa na kuwepo kwa dhamana mbili.
Ozonolysis: alkene hutiwa oksidi kwa aldehidi (katika kesi ya kaboni ya vicinal iliyobadilishwa moja), ketoni (katika kesi ya kaboni ya vicinal iliyoondolewa) au mchanganyiko wa aldehyde na ketone (katika kesi ya alkene iliyobadilishwa tatu kwenye dhamana mbili) :
R1–CH=CH–R2 + O3 → R1–C(H)=O + R2C(H)=O + H2O
R1–C(R2)=C(R3)–R4+ O3 → R1–C(R2)=O + R3–C(R4)=O + H2O
R1–C(R2)=CH–R3+ O3 → R1–C(R2)=O + R3–C(H)=O + H2O
Ozonolysis chini ya hali mbaya - alkene ni oxidized kwa asidi:
R"–CH=CH–R" + O3 → R"–COOH + R"–COOH + H2O
Uunganisho wa uunganisho mara mbili:
CH2=CH2 +Br2 → CH2Br-CH2Br
Oxidation na peracids:
CH2=CH2 + CH3COOOH →
au
CH2=CH2 + HCOOH → HOCH2CH2OH
Aina ya haidrojeni:
Fomula kama hizo ni sawa na za kisasa. Lakini wafuasi wa nadharia ya aina hawakuzingatia kuwa kutafakari muundo halisi wa dutu na waliandika fomula nyingi tofauti za kiwanja kimoja kulingana na athari za kemikali ambazo walijaribu kuandika kwa kutumia fomula hizi. Walichukulia muundo wa molekuli kuwa haujulikani kimsingi, ambayo ilikuwa mbaya kwa maendeleo ya sayansi.
3. Utangulizi wa J. Berzelius mwaka wa 1830 wa neno "isomerism" kwa jambo la kuwepo kwa vitu vya utungaji sawa na mali tofauti.
4. Maendeleo katika usanisi wa misombo ya kikaboni, kama matokeo ambayo fundisho la uhai, yaani, "nguvu muhimu", chini ya ushawishi ambao vitu vya kikaboni vinadaiwa kuundwa katika mwili wa viumbe hai, viliondolewa:
Mnamo 1828, F. Wöhler alitengeneza urea kutoka kwa dutu isiyo ya kawaida (cyanate ya amonia);
Mnamo 1842, mwanakemia wa Kirusi N.N. Zinin alipata aniline;
Mnamo 1845, mwanakemia wa Ujerumani A. Kolbe alitengeneza asidi asetiki;
Mnamo 1854, duka la dawa la Ufaransa M. Berthelot alitengeneza mafuta, na mwishowe
Mnamo 1861, A.M. Butlerov mwenyewe alitengeneza dutu kama sukari.
5. Katikati ya karne ya 18. kemia inakuwa sayansi kali zaidi. Kama matokeo ya kazi ya E. Frankland na A. Kekule, dhana ya valence ya atomi za vipengele vya kemikali ilianzishwa. Kekule alianzisha wazo la tetravalency ya kaboni. Shukrani kwa kazi za Cannizzaro, dhana za molekuli za atomiki na molekuli zimekuwa wazi zaidi, maana zao na mbinu za uamuzi zilifafanuliwa.
Mnamo 1860, zaidi ya wanakemia wakuu 140 kutoka nchi tofauti za Ulaya walikusanyika kwenye kongamano la kimataifa huko Karlsruhe. Congress ikawa tukio muhimu sana katika historia ya kemia: mafanikio ya sayansi yalifupishwa na hali zilitayarishwa kwa hatua mpya ya maendeleo ya kemia ya kikaboni - kuibuka kwa nadharia ya A. M. Butlerov ya muundo wa kemikali wa vitu vya kikaboni (1861) , pamoja na ugunduzi wa kimsingi wa D. I. Mendeleev - Sheria ya mara kwa mara na mfumo wa vipengele vya kemikali (1869).
Mnamo 1861, A. M. Butlerov alizungumza kwenye kongamano la madaktari na wanasayansi wa asili huko Speyer na ripoti "Juu ya muundo wa kemikali wa miili." Ndani yake, alielezea misingi ya nadharia yake ya muundo wa kemikali wa misombo ya kikaboni. Kwa muundo wa kemikali, mwanasayansi alielewa mpangilio wa uunganisho wa atomi kwenye molekuli.
Sifa za kibinafsi za A. M. Butlerov
A. M. Butlerov alitofautishwa na maarifa yake ya kemikali ya encyclopedic, uwezo wa kuchambua na kujumlisha ukweli, na kufanya utabiri. Alitabiri kuwepo kwa isomer ya butane, na kisha akaipata, pamoja na isomer ya butylene - isobutylene.
Butlerov Alexander Mikhailovich (1828-1886)
Kemia wa Kirusi, msomi wa Chuo cha Sayansi cha St. Petersburg (tangu 1874). Alihitimu kutoka Chuo Kikuu cha Kazan (1849). Alifanya kazi huko (tangu 1857 - profesa, mnamo 1860 na 1863 - rector). Muumba wa nadharia ya muundo wa kemikali wa misombo ya kikaboni, ambayo ni msingi wa kemia ya kisasa. Alithibitisha wazo la ushawishi wa pande zote wa atomi kwenye molekuli. Ilitabiriwa na kuelezea isomerism ya misombo mingi ya kikaboni. Aliandika "Utangulizi wa Utafiti Kamili wa Kemia ya Kikaboni" (1864), mwongozo wa kwanza katika historia ya sayansi kulingana na nadharia ya muundo wa kemikali. Mwenyekiti wa Idara ya Kemia ya Jumuiya ya Kimwili-Kemikali ya Urusi (1878-1882).
A. M. Butlerov aliunda shule ya kwanza ya kemia ya kikaboni nchini Urusi, ambayo wanasayansi mahiri waliibuka: V. V. Markovnikov, D. P. Konovalov, A. E. Favorsky na wengine.
Haishangazi D. I. Mendeleev aliandika: "A. M. Butlerov ni mmoja wa wanasayansi wakubwa zaidi wa Urusi, yeye ni Mrusi katika elimu yake ya kisayansi na katika uhalisi wa kazi zake.”
Kanuni za msingi za nadharia ya muundo wa misombo ya kemikali
Nadharia ya muundo wa kemikali ya misombo ya kikaboni, iliyowekwa mbele na A. M. Butlerov katika nusu ya pili ya karne iliyopita (1861), ilithibitishwa na kazi za wanasayansi wengi, ikiwa ni pamoja na wanafunzi wa Butlerov na yeye mwenyewe. Ilibadilika kuwa inawezekana kwa msingi wake kuelezea matukio mengi ambayo yalikuwa bado hayajafasiriwa: isomerism, homology, udhihirisho wa tetravalency na atomi za kaboni katika vitu vya kikaboni. Nadharia pia ilitimiza kazi yake ya utabiri: kwa misingi yake, wanasayansi walitabiri kuwepo kwa misombo bado haijulikani, walielezea mali zao na kuzigundua.
Kwa hivyo, mnamo 1862-1864. A. M. Butlerov alichunguza isomerism ya propyl, butyl na alkoholi za amyl, akaamua idadi ya isoma zinazowezekana na akapata fomula za dutu hizi. Uwepo wao baadaye ulithibitishwa kwa majaribio, na baadhi ya isoma ziliundwa na Butlerov mwenyewe.
Wakati wa karne ya 20. masharti ya nadharia ya muundo wa kemikali ya misombo ya kemikali yalitengenezwa kwa misingi ya maoni mapya ambayo yanaenea katika sayansi: nadharia ya muundo wa atomiki, nadharia ya vifungo vya kemikali, mawazo kuhusu taratibu za athari za kemikali. Hivi sasa, nadharia hii ni ya ulimwengu wote, ambayo ni, halali sio tu kwa vitu vya kikaboni, bali pia kwa zile za isokaboni.
Nafasi ya kwanza. Atomi katika molekuli zimeunganishwa kwa utaratibu maalum kulingana na valency yao. Kaboni katika misombo yote ya kikaboni na isokaboni nyingi ni tetravalent.
Kwa wazi, sehemu ya mwisho ya nafasi ya kwanza ya nadharia inaweza kuelezewa kwa urahisi na ukweli kwamba katika misombo atomi za kaboni ziko katika hali ya msisimko: 
a) atomi za kaboni za tetravalent zinaweza kuunganishwa na kila mmoja, na kutengeneza minyororo tofauti:
Fungua matawi
- fungua bila matawi
- imefungwa
b) utaratibu wa uunganisho wa atomi za kaboni katika molekuli inaweza kuwa tofauti na inategemea aina ya dhamana ya kemikali ya ushirikiano kati ya atomi za kaboni - moja au nyingi (mbili na tatu).
Nafasi ya pili. Mali ya vitu hutegemea sio tu juu ya muundo wao wa ubora na kiasi, lakini pia juu ya muundo wa molekuli zao.
Msimamo huu unaelezea jambo la isomerism. Vitu ambavyo vina muundo sawa, lakini muundo tofauti wa kemikali au anga, na kwa hivyo mali tofauti, huitwa isoma. Aina kuu za isomerism:
Isoma ya kimuundo, ambayo vitu hutofautiana katika mpangilio wa kuunganishwa kwa atomi katika molekuli:
1) isomerism ya mifupa ya kaboni 
3) isomerism ya mfululizo wa homologous (interclass) 
Isoma ya anga, ambayo molekuli za dutu hutofautiana sio kwa mpangilio wa kuunganishwa kwa atomi, lakini katika nafasi yao katika nafasi: cis-trans isomerism (jiometri).
Isoma hii ni tabia ya vitu ambavyo molekuli zao zina muundo wa gorofa: alkenes, cycloalkanes, nk.
Isoma ya anga pia inajumuisha isomerism ya macho (kioo).
Vifungo vinne vinavyozunguka atomi ya kaboni, kama unavyojua tayari, vimepangwa kwa njia ya pembe tatu. Ikiwa atomi ya kaboni imeunganishwa kwa atomi nne tofauti au vikundi, basi mipangilio tofauti ya makundi haya katika nafasi inawezekana, yaani, aina mbili za anga za isomeri.
Picha mbili za kioo za alanini ya amino asidi (2-aminopropanoic acid) zimeonyeshwa kwenye Mchoro 17.
Hebu fikiria kwamba molekuli ya alanine imewekwa mbele ya kioo. Kundi la -NH2 liko karibu na kioo, kwa hiyo katika kutafakari itakuwa mbele, na kundi la -COOH litakuwa nyuma, nk (angalia picha upande wa kulia). Alanya iko katika aina mbili za anga, ambazo, wakati zimewekwa juu, hazichanganyiki na mtu mwingine.
Ulimwengu wa nafasi ya pili ya nadharia ya muundo wa misombo ya kemikali inathibitisha kuwepo kwa isoma isokaboni.
Kwa hivyo, ya kwanza ya awali ya vitu vya kikaboni - awali ya urea, iliyofanywa na Wöhler (1828), ilionyesha kuwa dutu ya isokaboni - sianati ya amonia na dutu ya kikaboni - urea ni isomeric: 
Ukibadilisha atomi ya oksijeni katika urea na atomi ya salfa, utapata thiourea, ambayo ni isomeri hadi ammonium thiocyanate, kitendanishi kinachojulikana sana cha ioni za Fe 3+. Ni wazi, thiourea haitoi majibu haya ya ubora.
Nafasi ya tatu. Sifa za dutu hutegemea ushawishi wa pamoja wa atomi katika molekuli.
Kwa mfano, katika asidi asetiki moja tu ya atomi nne za hidrojeni humenyuka pamoja na alkali. Kwa msingi wa hii, inaweza kuzingatiwa kuwa atomi moja tu ya hidrojeni imeunganishwa na oksijeni:
Kwa upande mwingine, kutoka kwa muundo wa muundo wa asidi asetiki tunaweza kuhitimisha kuwa ina atomi moja ya hidrojeni ya simu, yaani, kwamba ni monobasic.
Ili kudhibitisha umoja wa msimamo wa nadharia ya muundo juu ya utegemezi wa mali ya dutu kwenye ushawishi wa pande zote wa atomi kwenye molekuli, ambayo haipo tu katika kikaboni, lakini pia katika misombo ya isokaboni, wacha tulinganishe mali ya atomi za hidrojeni. katika misombo ya hidrojeni ya yasiyo ya metali. Wana muundo wa molekuli na chini ya hali ya kawaida ni gesi au kioevu tete. Kulingana na nafasi ya isiyo ya chuma katika Jedwali la Kipindi la D.I. Mendeleev, mtu anaweza kutambua muundo katika mabadiliko ya mali ya misombo kama hii: 
Methane haiingiliani na maji. Ukosefu wa mali ya msingi ya methane inaelezewa na kueneza kwa uwezekano wa valence ya atomi ya kaboni.
Amonia inaonyesha mali ya msingi. Molekuli yake ina uwezo wa kuambatanisha ioni ya hidrojeni yenyewe kutokana na mvuto wake kwa jozi ya elektroni pekee ya atomi ya nitrojeni (utaratibu wa kipokeaji cha wafadhili wa kuunda dhamana).
Phosphine PH3 ina sifa dhaifu za msingi, ambazo zinahusishwa na radius ya atomi ya fosforasi. Ni kubwa zaidi kuliko radius ya atomi ya nitrojeni, hivyo atomi ya fosforasi huvutia atomi ya hidrojeni kwa nguvu kidogo.
Katika vipindi kutoka kushoto kwenda kulia, mashtaka ya nuclei ya atomiki huongezeka, radii ya atomi hupungua, nguvu ya kukataa ya atomi ya hidrojeni yenye malipo chanya ya sehemu §+ huongezeka, na kwa hiyo mali ya asidi ya misombo ya hidrojeni ya mashirika yasiyo ya metali huongezeka. 
Katika vikundi vidogo, radii ya atomi za vitu huongezeka kutoka juu hadi chini, atomi zisizo za chuma zilizo na 5- dhaifu huvutia atomi za hidrojeni na 5+, nguvu ya misombo ya hidrojeni hupungua, hutengana kwa urahisi, na kwa hivyo mali zao za asidi huongezeka. .
Uwezo tofauti wa misombo ya hidrojeni ya nonmetals kuondoa au kuongeza cations hidrojeni katika ufumbuzi inaelezwa na ushawishi usio na usawa ambao atomi isiyo ya metali inayo kwenye atomi za hidrojeni.
Ushawishi tofauti wa atomi katika molekuli za hidroksidi zinazoundwa na vipengele vya kipindi hicho pia huelezea mabadiliko katika mali zao za asidi-msingi.
Sifa za kimsingi za oksidi za hidroksidi hupungua, na zile za tindikali huongezeka, kadiri hali ya oksidi ya atomi kuu inavyoongezeka, kwa hivyo, nishati ya kumfunga na atomi ya oksijeni (8-) na kurudisha nyuma kwa atomi ya hidrojeni (8+) huongezeka.
Hidroksidi ya sodiamu NaOH. Kwa kuwa radius ya atomi ya hidrojeni ni ndogo sana, inavutiwa kwa nguvu zaidi na atomi ya oksijeni na dhamana kati ya atomi za hidrojeni na oksijeni itakuwa na nguvu zaidi kuliko kati ya atomi za sodiamu na oksijeni. Alumini hidroksidi Al(0H)3 huonyesha sifa za amphoteric.
Katika asidi ya perkloriki HClO 4, atomi ya klorini yenye chaji kubwa kiasi hufungamana zaidi na atomi ya oksijeni na hufukuza atomi ya hidrojeni kwa 6+ kwa nguvu zaidi. Kutengana hufanyika kulingana na aina ya asidi.
Miongozo kuu ya maendeleo ya nadharia ya muundo wa misombo ya kemikali na umuhimu wake
Wakati wa A.M. Butlerov, fomula za empirical (molekuli) na za kimuundo zilitumika sana katika kemia ya kikaboni. Mwisho huonyesha mpangilio wa uunganisho wa atomi kwenye molekuli kulingana na valence yao, ambayo inaonyeshwa na dashi.
Kwa urahisi wa kurekodi, fomula zilizofupishwa za miundo hutumiwa mara nyingi, ambapo dashi zinaonyesha tu vifungo kati ya atomi za kaboni au kaboni na oksijeni.
Fomula zilizofupishwa za miundo
Kisha, kama ujuzi juu ya asili ya vifungo vya kemikali na ushawishi wa muundo wa elektroniki wa molekuli za vitu vya kikaboni kwenye mali zao zilizotengenezwa, walianza kutumia fomula za elektroniki ambazo kifungo cha ushirikiano huteuliwa kwa kawaida na dots mbili. Fomula kama hizo mara nyingi zinaonyesha mwelekeo wa uhamishaji wa jozi za elektroni kwenye molekuli.
Ni muundo wa elektroniki wa dutu unaoelezea athari za mesomeric na inductive.
Athari ya utangulizi ni uhamishaji wa jozi za elektroni za vifungo vya gamma kutoka atomi moja hadi nyingine kutokana na uwezo wao tofauti wa kielektroniki. Inaonyeshwa na (->).
Athari ya introduktionsutbildning ya atomi (au kundi la atomi) ni hasi (-/), ikiwa atomi hii ina elektronegativity ya juu (halojeni, oksijeni, nitrojeni), huvutia elektroni za dhamana ya gamma na hupata malipo hasi ya sehemu. Atomi (au kikundi cha atomi) ina athari chanya ya kufata neno (+/) ikiwa inafukuza elektroni za dhamana ya gamma. Baadhi ya itikadi kali C2H5) wana mali hii. Kumbuka sheria ya Markovnikov kuhusu jinsi hidrojeni na halojeni ya halidi hidrojeni huongezwa kwa alkenes (propene) na utaelewa kuwa sheria hii ni ya asili fulani. Linganisha milinganyo hii miwili ya majibu ya mifano:
[[Nadharia_ya_muundo_wa_kemikali_compounds_A._M._Butlerov| 
]]
Katika molekuli za vitu vya mtu binafsi, athari zote za kufata na za mesomeric zinaonekana wakati huo huo. Katika kesi hii, wanaweza kuimarisha kila mmoja (katika aldehydes, asidi ya carboxylic) au kudhoofisha kila mmoja (katika kloridi ya vinyl).
Matokeo ya ushawishi wa pande zote wa atomi katika molekuli ni ugawaji upya wa wiani wa elektroni.
Wazo la mwelekeo wa anga wa vifungo vya kemikali lilionyeshwa kwa mara ya kwanza na mwanakemia Mfaransa J. A. Le Bel na mwanakemia wa Uholanzi J. X. Van't Hoff mnamo 1874. Mawazo ya wanasayansi yalithibitishwa kikamilifu na kemia ya quantum. Mali ya dutu huathiriwa sana na muundo wa anga wa molekuli zao. Kwa mfano, tayari tumetoa kanuni za cis- na trans-isomers za butene-2, ambazo hutofautiana katika mali zao (tazama Mchoro 16).
Nishati ya dhamana ya wastani ambayo lazima ivunjwe wakati wa kubadilisha kutoka kwa fomu moja hadi nyingine ni takriban 270 kJ / mol; Hakuna kiasi kikubwa cha nishati kwenye joto la kawaida. Kwa mpito wa pande zote wa aina za butene-2 kutoka moja hadi nyingine, ni muhimu kuvunja kifungo kimoja cha ushirikiano na kuunda kingine kwa kurudi. Kwa maneno mengine, mchakato huu ni mfano wa mmenyuko wa kemikali, na aina zote mbili za butene-2 zilizojadiliwa ni misombo tofauti ya kemikali.
Kwa wazi unakumbuka kuwa shida muhimu zaidi katika usanisi wa mpira ilikuwa kupata mpira na muundo wa stereoregular. Ilikuwa ni lazima kuunda polima ambayo vitengo vya miundo vitapangwa kwa utaratibu mkali (mpira ya asili, kwa mfano, ina vitengo vya cis tu), kwa sababu mali muhimu ya mpira kama elasticity yake inategemea hii.
Kemia ya kisasa ya kikaboni inatofautisha aina mbili kuu za isomerism: kimuundo (isomerism ya mnyororo, isomerism ya nafasi ya vifungo vingi, isomerism ya mfululizo wa homologous, isomerism ya nafasi ya vikundi vya kazi) na stereoisomerism (jiometri au cis-trans isomerism, macho au kioo isomerism. )
Kwa hivyo, uliweza kuthibitisha kuwa nafasi ya pili ya nadharia ya muundo wa kemikali, iliyoundwa wazi na A.M. Butlerov, haikukamilika. Kwa mtazamo wa kisasa, utoaji huu unahitaji nyongeza:
Sifa za dutu hutegemea sio tu juu ya muundo wao wa ubora na idadi, lakini pia juu ya:
Kemikali,
Kielektroniki,
Muundo wa anga.
Uundaji wa nadharia ya muundo wa vitu ulichukua jukumu muhimu katika maendeleo ya kemia ya kikaboni. Kutoka kwa sayansi inayoelezea zaidi, inageuka kuwa sayansi ya ubunifu, ya kuunganisha; imewezekana kuhukumu ushawishi wa pande zote wa atomi katika molekuli za vitu mbalimbali (tazama Jedwali 10). Nadharia ya muundo iliunda sharti za kuelezea na kutabiri aina anuwai za isomerism ya molekuli za kikaboni, na pia mwelekeo na mifumo ya athari za kemikali.
Kulingana na nadharia hii, kemia ya kikaboni huunda vitu ambavyo sio tu kuchukua nafasi ya asili, lakini kwa kiasi kikubwa huwazidi katika mali zao. Kwa hivyo, rangi za synthetic ni bora zaidi na za bei nafuu kuliko nyingi za asili, kwa mfano, alizarin na indigo, inayojulikana katika nyakati za kale. Rubber za syntetisk zilizo na aina nyingi za mali zinazalishwa kwa kiasi kikubwa. Plastiki na nyuzi hutumiwa sana, bidhaa ambazo hutumiwa katika teknolojia, maisha ya kila siku, dawa, na kilimo.
Umuhimu wa nadharia ya muundo wa kemikali ya A.M. Butlerov kwa kemia ya kikaboni inaweza kulinganishwa na umuhimu wa Sheria ya Kipindi na Jedwali la Kipindi la Vipengele vya Kemikali vya D.I. Mendeleev kwa kemia ya isokaboni. Sio bure kwamba nadharia zote mbili zinafanana sana katika njia za malezi yao, mwelekeo wa maendeleo na umuhimu wa jumla wa kisayansi. Hata hivyo, katika historia ya nadharia nyingine yoyote inayoongoza ya kisayansi (nadharia ya Charles Darwin, genetics, nadharia ya quantum, nk) mtu anaweza kupata hatua hizo za jumla.
1. Anzisha ulinganifu kati ya nadharia mbili zinazoongoza za kemia - Sheria ya Upimaji na Jedwali la Kipindi la Vipengele vya Kemikali vya D. I. Mendeleev na nadharia ya muundo wa kemikali wa misombo ya kikaboni ya A. M. Butlerov kulingana na sifa zifuatazo: kawaida katika majengo, ya kawaida. katika mwelekeo wa maendeleo yao, kawaida katika majukumu ya ubashiri.
2. Nadharia ya muundo wa misombo ya kemikali ilichukua jukumu gani katika uundaji wa Sheria ya Kipindi?
3. Ni mifano gani kutoka kwa kemia isokaboni inayothibitisha ulimwengu wote wa kila masharti ya nadharia ya muundo wa misombo ya kemikali?
4. Asidi ya fosforasi H3PO3 ni asidi ya dibasic. Pendekeza fomula yake ya kimuundo na uzingatie ushawishi wa pande zote wa atomi kwenye molekuli ya asidi hii.
5. Andika isoma na muundo C3H8O. Wape majina kwa kutumia utaratibu wa utaratibu wa majina. Kuamua aina za isomerism.
6. Michanganyiko ifuatayo ya hidrati za kloridi ya chromium(III) inajulikana: [Cr(H20)6]Cl3; [Cr(H20)5Cl]Cl2 H20; [Cr(H20)4 * C12]Cl 2H2O. Je, unaweza kuiita nini jambo lililoelezewa?
Muundo wa kemikali wa molekuli inawakilisha kipengele chake cha sifa zaidi na cha pekee, kwa vile huamua sifa zake za jumla (mitambo, kimwili, kemikali na biochemical). Mabadiliko yoyote katika muundo wa kemikali ya molekuli yanajumuisha mabadiliko katika sifa zake. Katika kesi ya mabadiliko madogo ya kimuundo yaliyoletwa kwenye molekuli moja, mabadiliko madogo katika mali yake yanafuata (kawaida huathiri mali ya mwili), lakini ikiwa molekuli imepitia mabadiliko makubwa ya kimuundo, basi mali zake (haswa za kemikali) zitabadilishwa sana.
Kwa mfano, asidi ya alpha-aminopropionic (Alpha-alanine) ina muundo ufuatao:
Alpha Alanine Tunachokiona:
- uwepo wa atomi fulani (C, H, O, N),
- idadi fulani ya atomi za kila darasa, ambazo zimeunganishwa kwa utaratibu fulani;
Vipengele hivi vyote vya muundo huamua idadi ya mali ya Alpha-alanine, kama vile: hali ngumu ya mkusanyiko, kiwango cha kuchemsha 295 ° C, umumunyifu katika maji, shughuli za macho, mali ya kemikali ya asidi ya amino, nk.
Wakati kikundi cha amino kinapounganishwa kwa atomi nyingine ya kaboni (yaani, mabadiliko madogo ya kimuundo yametokea), ambayo yanalingana na beta-alanine:
Beta-alanine Tabia za jumla za kemikali bado zinabaki tabia ya amino asidi, lakini kiwango cha kuchemsha tayari ni 200 ° C na hakuna shughuli za macho.
Ikiwa, kwa mfano, atomi mbili katika molekuli hii zimeunganishwa na atomi N kwa mpangilio ufuatao (mabadiliko ya kina ya muundo):
basi dutu inayoundwa - 1-nitropropane, katika mali yake ya kimwili na kemikali, ni tofauti kabisa na amino asidi: 1-nitro-propane ni kioevu cha njano, na kiwango cha kuchemsha cha 131 ° C, haipatikani katika maji.
Hivyo, uhusiano wa muundo-mali inakuwezesha kuelezea mali ya jumla ya dutu yenye muundo unaojulikana na, kinyume chake, inakuwezesha kupata muundo wa kemikali wa dutu, kujua mali yake ya jumla.
Kanuni za jumla za nadharia ya muundo wa misombo ya kikaboni
Kiini cha kuamua muundo wa kiwanja cha kikaboni ni kanuni zifuatazo, zinazotokana na uhusiano kati ya muundo na mali zao:
a) vitu vya kikaboni, katika hali safi ya uchambuzi, vina muundo sawa, bila kujali njia ya maandalizi yao;
b) vitu vya kikaboni, katika hali safi ya uchambuzi, vina mali ya kimwili na kemikali mara kwa mara;
c) vitu vya kikaboni vilivyo na muundo na mali mara kwa mara, vina muundo mmoja tu wa kipekee.
Mnamo 1861, mwanasayansi mkuu wa Urusi A. M. Butlerov katika nakala yake "Juu ya Muundo wa Kemikali wa Mambo" alifunua wazo kuu la nadharia ya muundo wa kemikali, ambayo inajumuisha ushawishi wa jinsi atomi kwenye dutu ya kikaboni zinavyounganishwa kwenye mali yake. Alitoa muhtasari wa ujuzi na mawazo yote yaliyopo wakati huo kuhusu muundo wa misombo ya kemikali katika nadharia ya muundo wa misombo ya kikaboni.
Masharti kuu ya nadharia ya A. M. Butlerov
inaweza kufupishwa kama ifuatavyo:
- Katika molekuli ya kiwanja cha kikaboni, atomi zinaunganishwa katika mlolongo fulani, ambayo huamua muundo wake.
- Atomi ya kaboni katika misombo ya kikaboni ina valence ya nne.
- Kwa muundo sawa wa molekuli, chaguzi kadhaa za kuunganisha atomi za molekuli hii na kila mmoja zinawezekana. Misombo kama hiyo yenye muundo sawa lakini miundo tofauti iliitwa isoma, na jambo kama hilo - isomerism.
- Kujua muundo wa kiwanja cha kikaboni, mtu anaweza kutabiri mali zake; Kujua mali ya kiwanja cha kikaboni, mtu anaweza kutabiri muundo wake.
- Atomi zinazounda molekuli zinakabiliwa na ushawishi wa pande zote, ambayo huamua reactivity yao. Atomi zilizounganishwa moja kwa moja zina ushawishi mkubwa zaidi kwa kila mmoja, wakati ushawishi wa atomi zisizounganishwa moja kwa moja ni dhaifu zaidi.
Mwanafunzi A.M. Butlerova - V. V. Markovnikov aliendelea kusoma suala la ushawishi wa pande zote wa atomi, ambalo lilionyeshwa mnamo 1869 katika kazi yake ya tasnifu "Nyenzo juu ya suala la ushawishi wa pande zote wa atomi katika misombo ya kemikali."
Salio kwa A.M. Butlerov na umuhimu wa nadharia ya muundo wa kemikali ni kubwa sana kwa usanisi wa kemikali. Fursa imefungua kutabiri mali ya msingi ya misombo ya kikaboni na kuona njia za usanisi wao. Shukrani kwa nadharia ya muundo wa kemikali, wanakemia kwanza walithamini molekuli kama mfumo uliopangwa na mpangilio mkali wa vifungo kati ya atomi. Na kwa sasa, vifungu kuu vya nadharia ya Butlerov, licha ya mabadiliko na ufafanuzi, vinasisitiza dhana za kisasa za kinadharia za kemia ya kikaboni.
Kategoria,Kemia ya kikaboni- tawi la kemia ambalo misombo ya kaboni, muundo wao, mali, na ubadilishaji husomwa.
Jina la nidhamu - "kemia ya kikaboni" - iliibuka muda mrefu uliopita. Sababu ya hii iko katika ukweli kwamba misombo mingi ya kaboni iliyokutana na watafiti katika hatua ya awali ya maendeleo ya sayansi ya kemikali ilikuwa ya asili ya mimea au wanyama. Walakini, isipokuwa, misombo ya kaboni ya mtu binafsi imeainishwa kama isokaboni. Kwa mfano, oksidi za kaboni, asidi ya kaboni, carbonates, bicarbonates, sianidi ya hidrojeni na wengine wengine huchukuliwa kuwa vitu vya isokaboni.
Hivi sasa, chini ya milioni 30 tu vitu tofauti vya kikaboni vinajulikana, na orodha hii inakua kila wakati. Idadi kubwa kama hiyo ya misombo ya kikaboni inahusishwa kimsingi na mali zifuatazo za kaboni:
1) atomi za kaboni zinaweza kuunganishwa kwa kila mmoja katika minyororo ya urefu wa kiholela;
2) sio tu unganisho la mlolongo (linear) la atomi za kaboni na kila mmoja linawezekana, lakini pia lenye matawi na hata mzunguko;
3) aina tofauti za vifungo kati ya atomi za kaboni zinawezekana, yaani moja, mbili na tatu. Aidha, valence ya kaboni katika misombo ya kikaboni daima ni nne.
Aidha, aina mbalimbali za misombo ya kikaboni pia huwezeshwa na ukweli kwamba atomi za kaboni zinaweza kuunda vifungo na atomi za vipengele vingine vingi vya kemikali, kwa mfano, hidrojeni, oksijeni, nitrojeni, fosforasi, sulfuri, na halojeni. Katika kesi hii, hidrojeni, oksijeni na nitrojeni ni ya kawaida.
Ikumbukwe kwamba kwa muda mrefu kabisa kemia ya kikaboni iliwakilisha "msitu wa giza" kwa wanasayansi. Kwa muda fulani, nadharia ya vitalism ilikuwa maarufu hata katika sayansi, kulingana na ambayo vitu vya kikaboni haviwezi kupatikana "bandia", i.e. nje ya vitu hai. Hata hivyo, nadharia ya vitalism haikudumu kwa muda mrefu sana, kutokana na ukweli kwamba dutu moja baada ya nyingine iligunduliwa ambayo awali yake inawezekana nje ya viumbe hai.
Watafiti walichanganyikiwa na ukweli kwamba vitu vingi vya kikaboni vina muundo sawa wa ubora na kiasi, lakini mara nyingi huwa na sifa tofauti kabisa za kimwili na kemikali. Kwa mfano, dimethyl ether na pombe ya ethyl zina muundo sawa wa msingi, lakini chini ya hali ya kawaida dimethyl ether ni gesi, na pombe ya ethyl ni kioevu. Kwa kuongeza, ether ya dimethyl haifanyi na sodiamu, lakini pombe ya ethyl humenyuka nayo, ikitoa gesi ya hidrojeni.
Watafiti wa karne ya 19 waliweka mbele mawazo mengi kuhusu jinsi vitu vya kikaboni viliundwa. Mawazo muhimu sana yalitolewa na mwanasayansi wa Ujerumani F.A. Kekule, ambaye alikuwa wa kwanza kuelezea wazo kwamba atomi za vitu tofauti vya kemikali zina maadili maalum ya valence, na atomi za kaboni katika misombo ya kikaboni ni tetravalent na zina uwezo wa kuunganishwa na kila mmoja kuunda. minyororo. Baadaye, kuanzia mawazo ya Kekule, mwanasayansi wa Kirusi Alexander Mikhailovich Butlerov alianzisha nadharia ya muundo wa misombo ya kikaboni, ambayo haijapoteza umuhimu wake katika wakati wetu. Wacha tuchunguze vifungu kuu vya nadharia hii:
1) atomi zote katika molekuli za dutu za kikaboni zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa mlolongo fulani kwa mujibu wa valency yao. Atomi za kaboni zina valency ya mara kwa mara ya nne na inaweza kuunda minyororo ya miundo tofauti na kila mmoja;
2) mali ya kimwili na kemikali ya dutu yoyote ya kikaboni hutegemea si tu juu ya muundo wa molekuli zake, lakini pia kwa utaratibu ambao atomi katika molekuli hii zimeunganishwa kwa kila mmoja;
3) atomi za mtu binafsi, pamoja na vikundi vya atomi kwenye molekuli, huathiri kila mmoja. Ushawishi huu wa pande zote unaonyeshwa katika mali ya kimwili na kemikali ya misombo;
4) kwa kujifunza mali ya kimwili na kemikali ya kiwanja cha kikaboni, muundo wake unaweza kuanzishwa. Kinyume chake pia ni kweli - kujua muundo wa molekuli ya dutu fulani, unaweza kutabiri mali zake.
Kama vile sheria ya upimaji ya D.I. Mendelev ikawa msingi wa kisayansi wa kemia isokaboni, nadharia ya muundo wa vitu vya kikaboni na A.M. Butlerov kweli ikawa mahali pa kuanzia katika ukuzaji wa kemia ya kikaboni kama sayansi. Ikumbukwe kwamba baada ya kuundwa kwa nadharia ya muundo wa Butlerov, kemia ya kikaboni ilianza maendeleo yake kwa kasi ya haraka sana.
Isoma na homolojia
Kulingana na msimamo wa pili wa nadharia ya Butlerov, mali ya vitu vya kikaboni hutegemea sio tu juu ya muundo wa ubora na kiasi wa molekuli, lakini pia juu ya utaratibu ambao atomi katika molekuli hizi zimeunganishwa kwa kila mmoja.
Katika suala hili, jambo la isomerism limeenea kati ya vitu vya kikaboni.
Isomerism ni jambo wakati vitu tofauti vina muundo sawa wa molekuli, i.e. formula sawa ya molekuli.
Mara nyingi, isoma hutofautiana sana katika mali ya kimwili na kemikali. Kwa mfano:
Aina za isomerism
Isoma ya muundo
a) Isomerism ya mifupa ya kaboni
b) Isoma ya msimamo:
muunganisho mwingi
manaibu:
vikundi vya kazi:
c) Usomaji wa tabaka:
Isoma isomeri hutokea wakati misombo ambayo ni isoma ni ya madarasa tofauti ya misombo ya kikaboni.
Isoma ya anga
Isoma ya anga ni jambo wakati vitu tofauti vilivyo na mpangilio sawa wa kushikamana kwa atomi kwa kila mmoja hutofautiana kutoka kwa kila mmoja kwa nafasi tofauti ya atomi au vikundi vya atomi angani.
Kuna aina mbili za isomerism ya anga - jiometri na macho. Kazi juu ya isomerism ya macho haipatikani kwenye Mtihani wa Jimbo la Umoja, kwa hiyo tutazingatia tu za kijiometri.
Ikiwa molekuli ya kiwanja ina dhamana ya C=C mara mbili au pete, wakati mwingine katika hali kama hizo hali ya kijiometri au cis-trans-isomerism.
Kwa mfano, aina hii ya isomerism inawezekana kwa butene-2. Maana yake ni kwamba dhamana maradufu kati ya atomi za kaboni kweli ina muundo wa sayari, na viambajengo kwenye atomi hizi za kaboni vinaweza kuwekwa juu au chini ya ndege hii:
Wakati vibadala vinavyofanana viko upande ule ule wa ndege wanasema ni hivyo cis-isoma, na wakati wao ni tofauti - mawazo-soma.
Imewashwa kwa namna ya fomula za kimuundo cis- Na mawazo-isoma (kwa kutumia butene-2 kama mfano) imeonyeshwa kama ifuatavyo:
Kumbuka kuwa isomerism ya kijiometri haiwezekani ikiwa angalau atomi moja ya kaboni kwenye dhamana mara mbili ina vibadala viwili vinavyofanana. Kwa mfano, cis-trans- isomerism haiwezekani kwa propene:
Propen hana cis-trans-isoma, kwa kuwa moja ya atomi za kaboni kwenye dhamana mbili ina "vibadala" viwili vinavyofanana (atomi za hidrojeni) Kama unavyoona kutoka kwenye kielelezo hapo juu, ikiwa tutabadilishana mahali kati ya itikadi kali ya methyl na atomi ya hidrojeni iliyo kwenye atomi ya pili ya kaboni, kwenye pande tofauti za ndege, tunapata molekuli ile ile ambayo tuliitazama kutoka upande mwingine.
Ushawishi wa atomi na vikundi vya atomi kwa kila mmoja katika molekuli za misombo ya kikaboni
Wazo la muundo wa kemikali kama mlolongo wa atomi zilizounganishwa kwa kila mmoja lilipanuliwa kwa kiasi kikubwa na ujio wa nadharia ya elektroniki. Kwa mtazamo wa nadharia hii, inawezekana kueleza jinsi atomi na vikundi vya atomi katika molekuli huathiri kila mmoja.
Kuna njia mbili zinazowezekana ambazo sehemu moja ya molekuli huathiri nyingine:
1) Athari ya kufata neno
2) Athari ya Mesomeric
Athari ya kufata neno
Ili kuonyesha jambo hili, hebu tuchukue kama mfano molekuli 1-klororopane (CH 3 CH 2 CH 2 Cl). Uhusiano kati ya atomi za kaboni na klorini ni wa nchi kavu kwa sababu klorini ina uwezo wa juu zaidi wa kielektroniki ikilinganishwa na kaboni. Kama matokeo ya mabadiliko ya msongamano wa elektroni kutoka kwa atomi ya kaboni hadi atomi ya klorini, chaji chanya ya sehemu (δ+) huundwa kwenye atomi ya kaboni, na chaji hasi ya sehemu (δ-) huundwa kwenye atomi ya klorini:
Mabadiliko ya msongamano wa elektroni kutoka atomi moja hadi nyingine mara nyingi huonyeshwa kwa mshale unaoelekeza kwenye atomi inayopitisha umeme zaidi:
Walakini, jambo la kufurahisha ni kwamba, pamoja na kuhama kwa msongamano wa elektroni kutoka atomi ya kwanza ya kaboni hadi atomi ya klorini, pia kuna mabadiliko, lakini kwa kiwango kidogo, kutoka kwa atomi ya pili ya kaboni hadi ya kwanza, vile vile. kama ya tatu hadi ya pili:
Mabadiliko haya ya msongamano wa elektroni kando ya mlolongo wa vifungo vya σ inaitwa athari ya kufata neno ( I) Athari hii hupotea kwa umbali kutoka kwa kikundi cha ushawishi na haionekani baada ya vifungo 3 σ.
Katika hali ambapo atomi au kikundi cha atomi kina uwezo wa juu wa elektroni ikilinganishwa na atomi za kaboni, vibadala hivyo vinasemekana kuwa na athari hasi ya kufata neno (- I) Kwa hivyo, katika mfano uliojadiliwa hapo juu, atomi ya klorini ina athari mbaya ya kufata. Mbali na klorini, vibadala vifuatavyo vina athari hasi ya kufata neno:
-F, -Cl, -Br, -I, -OH, -NH 2 , -CN, -NO 2 , -COH, -COOH
Iwapo uwezo wa kielektroniki wa atomi au kikundi cha atomi ni chini ya uwezo wa kielektroniki wa atomi ya kaboni, kwa kweli kuna uhamisho wa msongamano wa elektroni kutoka kwa viambajengo hivyo hadi kwa atomi za kaboni. Katika kesi hii, wanasema kwamba kibadala kina athari chanya ya kufata neno (+ I) (ni mtoaji wa elektroni).
Kwa hivyo, vibadala na + I-athari ni saturated hydrocarbon radicals. Wakati huo huo, usemi + I-athari huongezeka kwa kurefusha kwa radical ya hydrocarbon:
–CH 3 , –C 2 H 5 , –C 3 H 7 , –C 4 H 9
Ikumbukwe kwamba atomi za kaboni ziko katika majimbo tofauti ya valence pia zina tofauti ya umeme. Atomu za kaboni katika hali ya sp 2 -mseto zina uwezo mkubwa wa kielektroniki ikilinganishwa na atomi za kaboni katika hali ya mseto ya sp 2, ambayo, kwa upande wake, ni nishati ya kielektroniki kuliko atomi za kaboni katika hali ya sp 3 -mseto.
Athari ya mesomeric (M), au athari ya mnyambuliko, ni ushawishi wa kitu mbadala kinachopitishwa kupitia mfumo wa vifungo vya π vilivyounganishwa.
Ishara ya athari ya mesomeric imedhamiriwa kulingana na kanuni sawa na ishara ya athari ya kufata. Ikiwa mbadala huongeza msongamano wa elektroni katika mfumo uliounganishwa, huwa na athari chanya ya mesomeri (+ M) na inatoa elektroni. Vifungo viwili vya kaboni-kaboni na vibadala vyenye jozi ya elektroni pekee: -NH 2, -OH, halojeni zina athari chanya ya mesomeri.
Athari hasi ya mesomeri (- M) zina viambajengo vinavyoondoa msongamano wa elektroni kutoka kwa mfumo uliounganishwa, huku msongamano wa elektroni kwenye mfumo ukipungua.
Vikundi vifuatavyo vina athari mbaya ya mesomeri:
–NO 2 , –COOH, –SO 3 H, -COH, >C=O
Kwa sababu ya ugawaji upya wa msongamano wa elektroni kwa sababu ya athari za mesomeri na kufata katika molekuli, chaji chanya au hasi kwa sehemu huonekana kwenye atomi fulani, ambayo inaonekana katika mali ya kemikali ya dutu hii.
Kielelezo, athari ya mesomeri inaonyeshwa na mshale uliopinda ambao huanza katikati ya msongamano wa elektroni na kuishia ambapo msongamano wa elektroni huhama. Kwa mfano, katika molekuli ya kloridi ya vinyl, athari ya mesomeri hutokea wakati jozi ya elektroni pekee ya atomi ya klorini inashirikiana na elektroni za kifungo cha π kati ya atomi za kaboni. Kwa hivyo, kama matokeo ya hii, malipo chanya ya sehemu yanaonekana kwenye atomi ya klorini, na wingu la elektroni π, chini ya ushawishi wa jozi ya elektroni, huhamishwa kuelekea atomi ya kaboni ya nje, ambayo malipo hasi ya sehemu hutokea kama. matokeo:
Ikiwa molekuli ina viambatanisho vya moja na viwili vinavyopishana, basi molekuli inasemekana kuwa na mfumo wa elektroni wa π. Mali ya kuvutia ya mfumo huo ni kwamba athari ya mesomeric ndani yake haififu.
Mwanadamu amejifunza kwa muda mrefu kutumia vitu mbalimbali kuandaa chakula, rangi, mavazi, na dawa. Baada ya muda, kiasi cha kutosha cha habari kimekusanya kuhusu mali ya vitu fulani, ambayo imefanya iwezekanavyo kuboresha mbinu za uzalishaji wao, usindikaji, nk. Na ikawa kwamba madini mengi (vitu vya isokaboni) vinaweza kupatikana moja kwa moja.
Lakini vitu vingine vilivyotumiwa na mwanadamu havikuundwa naye, kwa sababu vilipatikana kutoka kwa viumbe hai au mimea. Dutu hizi ziliitwa kikaboni. Dutu za kikaboni hazikuweza kuunganishwa katika maabara. Mwanzoni mwa karne ya 19, fundisho kama vile vitalism (vita - life) lilikuwa likikua kwa bidii, kulingana na ambayo vitu vya kikaboni hutoka tu kwa shukrani kwa "nguvu muhimu" na haiwezekani kuziunda "bandia".
Lakini kadiri wakati ulivyopita na sayansi ikiendelea, mambo mapya yalionekana kuhusu vitu vya kikaboni ambavyo vilipingana na nadharia ya uhasibu iliyopo.
Mnamo 1824, mwanasayansi wa Ujerumani F. Wöhler ilitengeneza asidi ya oxalic kwa mara ya kwanza katika historia ya sayansi ya kemikali – vitu vya kikaboni kutoka kwa vitu visivyo hai (cyanojeni na maji):
(CN) 2 + 4H 2 O → COOH - COOH + 2NH 3
Mnamo 1828, Wöller alipasha joto sayanati ya sodiamu na salfa ya amonia na urea iliyounganishwa - bidhaa taka za viumbe vya wanyama:
NaOCN + (NH 4) 2 SO 4 → NH 4 OCN → NH 2 OCNH 2
Ugunduzi huu ulichukua jukumu muhimu katika maendeleo ya sayansi kwa ujumla, na haswa kemia. Wanasayansi wa kemikali walianza hatua kwa hatua kuondoka kwenye mafundisho muhimu, na kanuni ya kugawanya vitu ndani ya kikaboni na isokaboni ilifunua kutofautiana kwake.
Kwa sasa vitu bado imegawanywa katika kikaboni na isokaboni, lakini kigezo cha utengano ni tofauti kidogo.
Dutu huitwa kikaboni zenye kaboni, pia huitwa misombo ya kaboni. Kuna takriban milioni 3 misombo kama hiyo, misombo iliyobaki ni karibu 300 elfu.
Dutu ambazo hazina kaboni huitwa isokaboni Na. Lakini kuna tofauti kwa uainishaji wa jumla: kuna idadi ya misombo ambayo ina kaboni, lakini ni ya vitu vya isokaboni (monoxide kaboni na dioksidi, disulfidi kaboni, asidi kaboniki na chumvi zake). Zote ni sawa katika muundo na mali kwa misombo ya isokaboni.
Wakati wa kusoma vitu vya kikaboni, shida mpya zimeibuka: kwa msingi wa nadharia juu ya vitu vya isokaboni, haiwezekani kufunua sheria za muundo wa misombo ya kikaboni na kuelezea valency ya kaboni. Carbon katika misombo tofauti ilikuwa na valensi tofauti.
Mnamo 1861, mwanasayansi wa Urusi A.M. Butlerov alikuwa wa kwanza kuunda dutu ya sukari.
Wakati wa kusoma hidrokaboni, A.M. Butlerov waligundua kuwa wanawakilisha darasa maalum kabisa la kemikali. Kuchambua muundo na mali zao, mwanasayansi aligundua mifumo kadhaa. Waliunda msingi wa nadharia za muundo wa kemikali.
1. Molekuli ya dutu yoyote ya kikaboni sio nasibu; atomi kwenye molekuli zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa mlolongo fulani kulingana na valencies zao. Carbon katika misombo ya kikaboni daima ni tetravalent.
2. Mlolongo wa vifungo vya interatomic katika molekuli inaitwa muundo wake wa kemikali na unaonyeshwa na fomula moja ya kimuundo (formula ya miundo).
3. Muundo wa kemikali unaweza kuamua kwa kutumia mbinu za kemikali. (Njia za kisasa za kimwili pia zinatumika kwa sasa).
4. Sifa za dutu hutegemea sio tu juu ya muundo wa molekuli za dutu hii, lakini kwa muundo wao wa kemikali (mlolongo wa mchanganyiko wa atomi za vitu).
5. Kwa mali ya dutu fulani mtu anaweza kuamua muundo wa molekuli yake, na kwa muundo wa molekuli – kutarajia mali.
6. Atomi na vikundi vya atomi katika molekuli hutoa ushawishi wa pande zote kwa kila mmoja.
Nadharia hii ikawa msingi wa kisayansi wa kemia ya kikaboni na kuharakisha maendeleo yake. Kwa kuzingatia masharti ya nadharia hiyo, A.M. Butlerov alielezea na kuelezea jambo hilo isomerism, alitabiri kuwepo kwa isoma mbalimbali na kupata baadhi yao kwa mara ya kwanza.
Fikiria muundo wa kemikali wa ethane – C2H6. Baada ya kuteua valency ya vitu na dashi, tutaonyesha molekuli ya ethane kwa mpangilio wa unganisho la atomi, ambayo ni, tutaandika fomula ya kimuundo. Kulingana na nadharia ya A.M. Butlerov, itakuwa na fomu ifuatayo:
Atomi za hidrojeni na kaboni huunganishwa kuwa chembe moja, valence ya hidrojeni ni sawa na moja, na ile ya kaboni. – nne. Atomi mbili za kaboni zilizounganishwa na dhamana ya kaboni – kaboni (C – NA). Uwezo wa kaboni kuunda C – Dhamana ya C inaeleweka kulingana na mali ya kemikali ya kaboni. Atomu ya kaboni ina elektroni nne kwenye safu yake ya nje ya elektroni; uwezo wa kutoa elektroni ni sawa na uwezo wa kupata zilizokosekana. Kwa hivyo, kaboni mara nyingi huunda misombo na dhamana ya ushirika, ambayo ni, kwa sababu ya malezi ya jozi za elektroni na atomi zingine, pamoja na atomi za kaboni na kila mmoja.
Hii ni moja ya sababu za utofauti wa misombo ya kikaboni.
Michanganyiko ambayo ina utunzi sawa lakini miundo tofauti huitwa isoma. Hali ya isomerism – moja ya sababu za utofauti wa misombo ya kikaboni
Bado una maswali? Je! unataka kujua zaidi kuhusu nadharia ya muundo wa misombo ya kikaboni?
Ili kupata msaada kutoka kwa mwalimu -.
Somo la kwanza ni bure!
blog.site, wakati wa kunakili nyenzo kwa ukamilifu au sehemu, kiunga cha chanzo asili kinahitajika.