В конце XX в. учёным известно несколько сотен тысяч неорганиче­ских веществ, но если речь заходит об органических соединениях, счёт идёт уже на миллионы. В чём причи­на такого многообразия? Для ответа на этот вопрос понадобились долгие годы упорных исследований.

Начало теории строения органиче­ских веществ было положено в конце

XVIII в. А. Л. Лавуазье: он определил в качестве основных элементов органи­ческих соединений углерод, водород и кислород наряду с азотом, серой и фосфором. Ему, вместе с Луи Гитоном де Морво (1737—1816), принад­лежит и первая попытка упорядочить разрозненные представления о стро­ении органических веществ — введе­ние понятия «радикал». Созданная на основе экспериментальных фактов теория радикалов стала сущест­венным шагом вперёд в понимании строения органических соединений.

Александр Михайлович Бутлеров.

Но подлинное развитие эта теория по­лучила в 30-х гг. XIX в., после откры­тия Юстусом Либихом (1803— 1873) и Фридрихом Вёлером радикала бензоила. В 1837 г. в статье «О современном состоя­нии органической химии» Юс­тус Либих и Жан Батист Дюма определили органическую хи­мию как химию сложных ради­калов. «Органическая химия, — заявили Дюма и Либих,— имеет свои собственные элементы, ко­торые играют роль то хлора или кислорода в минеральной химии, то роль металлов. Циан, амид, бензоил, радикалы аммиака, жиров, спирта и его производных образуют истин­ные элементы органической приро­ды». Строение самих радикалов в те го­ды было неизвестно. Многочисленные эксперименты лишь подтверждали принцип их неизменности при хими­ческих реакциях.

Затем на смену теории сложных радикалов пришла теория химиче­ских типов, созданная Шарлем Фре­дериком Жераром (1816—1856). Все органические соединения в ней сво­дились к четырём основным типам (воды, водорода, хлороводорода и аммиака). Однако вплоть до 60-х гг. XIX в. никто даже не ставил перед со­бой задачу выяснить, как же атомы связаны между собой в молекуле. Первым понял важность определения строения соединений А. М. Бутлеров. Он ввёл термин «структура» для обозначения взаимной связи между атомами и утверждал, что структура вместе с составом определяет физи­ческие и химические свойства соеди­нений. Свои взгляды учёный впервые представил на суд коллег в знамени­том докладе «О химическом строении веществ» на съезде естествоиспытате­лей и врачей в Шпейере в 1861 г.

Согласно теории химического строения Бутлерова (в современном изложении), атомы в органических молекулах связаны друг с другом в оп­ределённом порядке химическими связями в соответствии с их валент­ностью. Углерод во всех органиче­ских соединениях четырёхвалентен. Физические и химические свойства органических соединении определя­ются не только составом их молекул, но также электронным и пространст­венным строением. Атомы и их груп­пы в молекулах оказывают взаимное влияние друг на друга.