Согласно принципам теории химического строения, свойства всякого соединения определяются его составом, строением, а также конфигурацией молекул, т. е. относительным пространственным расположением атомов вмолекуле.
Современное учение о свойствах органических веществ является развитием идеи А. М. Бутлерова о зависимостихимических реакций вещества от его строения. Выражающая строение вещества структурная формула дает представление о всем многообразии химических реакций вещества, хотя предсказания на основании структурной формулы не являются следствием строгих математических законов, а носят лишь качественный характер и предоставляют еще многое на долю таланта и интуиции химика-экспериментатора.
Физические свойства веществ также зависят от их состава, от строения и конфигурации молекул. С проявлениями зависимости физических свойств веществ от их химического строения мы уже неоднократно встречались. Это прежде всего правильности в изменениях температур кипения, плотностей и других физических свойств для различных членов одного и того же гомологического ряда, для различных изомеров одних и тех же членов гомологического ряда, а также при переходе от одного гомологического ряда к другому.
В отличие от закономерностей в изменениях химических свойств, изменения физических свойств могут быть выражены точными цифровыми величинами. Изучение физических свойств различных органических соединений во многих случаях привело к нахождению закономерностей их изменения в зависимости от строения, выражаемых более или менее точными математическими формулами. Эти закономерности излагаются в курсах физической химии Здесь мы дадим лишь весьма краткие представления о некоторых из них, чтобы показать важность изучения физических свойств органических веществ для установления их строения.
Во многих случаях правильности в изменениях физических свойств могут быть выражены простыми зависимостями, если пользоваться молярными величинами, т. е. соответствующие величины относить к молю вещества.
Характеристики физических свойств соединений часто выражают как сумму нескольких слагаемых, относящихся катомам соответствующих элементов, которые входят в состав данного соединения. Применение таких аддитивных схем для нахождения какой-либо физико-химической характеристики соединения по формуле его строения равносильно, следовательно, предположению, что атом элемента, входя в состав различных соединений, вносит всегда одну и ту же долю такой характеристики.
В простейших случаях это предположение в отношении органических соединений оказывается очень близким к истине (аддитивны, например, величины молекулярных объемов и молекулярных рефракций ряда предельных углеводородов). Однако, пользуясь на практике такими схемами, нельзя забывать, что в общем случае та или иная характеристика соединения не является суммой характеристик входящих в его состав атомов элементов. Часто обнаруживаются отступления от таких упрощенных схем и при расчете приходится вносить конститутивные (т. е. обусловленные особенностями строения) добавки — инкременты Так, например, при вычислении молекулярных рефракций для диеновых углеводородов, помимо инкрементов для двойных связей, приходится вводить еще различныедобавки, зависящие от взаимного расположения двойных связей.
Mr(HCl)=1+35.5=36.5
Mr(Ca)=40
36.5—40
x—32
x=36.5*32/40=29.2
2)Mr(H)=1
1—36.5
x—29.2
x=29.2/36.5=0.8 gramm