Гомология в химии

Гомология органических соединений, или закон гомологов, состоит в том, что вещества одной химической функции и одинакового строения, отличающиеся друг от друга по своему атомному составу лишь на nCH₂, оказываются сводными и во всем своем остальном хим. характере, а различие их физических свойств возрастает или вообще изменяется правильно по мере увеличения разницы в составе, определяемой числом n групп СН₂. Такие хим. сходственные соединения образуют так наз. гомологический ряд, атомный состав всех членов которого возможно выразить общею формулою в зависимости от состава первого члена ряда и числа атомов углерода; напр. ряд предельных углеводородов выражается формулою С_nH_2n+2, ряд олефинов С_nH_2n, ряд ацетилена С_nH_2n-2, ряд бензола С_nH_2n-1, ряд предельных одноатомных спиртов С_nH_2n+2O, аминов С_nH_2n+3N, нитрилов C_nH_2n-1N, альдегидов C_nH_2nO, одноосновных кислот С_nH_2nО₂, двухосновных кислот C_nH_2n-2O₄ и т. п. Для примера приведем несколько членов ряда предельных углеводородов: метан СН₄, этан C₂H₆, пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀, пентан С₅H₁₂, гексан C₆H₁₄ и т. д. Сходство между членами (гомологами) каждого ряда таково, что, зная свойства и превращения одного, можно наперед знать свойства и превращения и всех прочих членов этого ряда. С другой стороны, если имеем гомологический ряд, в котором недостает некоторых промежуточных членов, то на основании правильности изменения физических свойств при последовательном переходе от низших членов ряда к высшим является возможность с точностью предсказать все свойства этих недостающих и еще неизвестных членов. Отсюда — важность закона гомологов, ибо он не только обобщает состав соединений, позволяя изображать ряды их общими формулами, но и их свойства и приводит их в закономерную зависимость от состава. Все члены гомологических рядов производятся от простейшего по составу через последовательное замещение водорода в нем группою СН₃ (метил) и не только численно, но и фактически, на опыте, могут быть получены из него таким путем, чем устанавливается генетическая связь между всеми членами одного Г. ряда. Физические свойства в рядах гомологов изменяются таким образом, что большею частью удельные веса и объемы, температуры кипения и плавления, теплоты горения и образования, эквиваленты лучепреломления и пр. возрастают постепенно от члена к члену, по мере увеличения числа атомов углерода; иногда происходит и обратное, примеры чему представляются в уменьшении удельных весов бензольных углеводородов, предельных одноосновных кислот и др. с увеличением числа атомов С; иногда, наконец, свойство изменяется так, что для первых членов ряда величина его падает, а затем вновь возрастает, как это наблюдается для удельного веса предельных одноатомных спиртов или для температуры плавления нормальных предельных одноосновных кислот, где влияние состава представляется еще более сложным. Часто первый член ряда представляет отступление от общей правильности. Так, гомологическая разность температуры кипения предельных спиртов вообще близка к 19°, очень медленно уменьшаясь с увеличением С, а разность между температурой кипения СН₄O и C₂H₆O равна 14°; то же представляет удельный вес бензола, слишком большой сравнительно с прочими членами его ряда. Так как по мере усложнения частиц вследствие введения метильных групп на место водорода гомологическая разность состава СН₂, оставаясь постоянною, все менее и менее отражается на процентном составе, то и величина изменения физических свойств между двумя соседними членами (гомологическая разность их свойств) становится все меньшею и меньшею при переходе от низших гомологов к высшим; оттого при графическом изображении изменения физических свойств в зависимости от состава с помощью прямоугольной системы координат, нанося состав по оси абсцисс, а свойства по оси ординат, получаются большею частью кривые, стремящиеся стать параллельными оси абсцисс. Г. органических соединений была выяснена в 50 годах Жераром (см.). Им были впервые установлены гомологические ряды, которые и легли в основу его системы классификации органических соединений. Впоследствии Г. усложнилась вследствие открытия многочисленных случаев изомерии. Гомологические ряды Жерара расчленились в гомологические порядки. Так, напр., Г. ряд предельных одноатомных спиртов C_nH_2n+2O распался на порядки первичных, вторичных и третичных спиртов C_nH_2n+1CH₂(НО), (C_nH_2n+1)₂-CH(НО) и (С_nH_2n+1)₃C(НО), которые, в свою очередь, в зависимости от изомерии остатков С_nH_2n+1 дают новые порядки, напр. первичные спирты образуют порядки нормальных СН₃-(СН₂)_n-СН₂(НО) и изоспиртов (СН₃)₂-CH(СН₂)_n-СН₂(НО) (n = 0, 1, 2...) и т. д.

П. П. Рубцов. Δ.