Teoria dels tipos (química)
La teoria química dels tipos va ser un concepte històric de la química orgànica de mitan de el XIX, desenrollat per químics com August Laurent i Charles Gerhardt per a classificar els composts orgànics. Proponia que molts composts orgànics podien considerar-se modificacions de molècules inorgàniques més simples, com el aigua (H2O), el amoníac (NH3), el hidrogen (H2) o el àcit clorhídric (HCl). Aixina, per eixemple, la teoria sugeria que el alcohol i el éter eren com l'aigua (H2O), a on els àtoms d'hidrogen eren reemplaçats per atres grups químics.[1] [2] La teoria, encara que obsoleta, encara s'utilisa ocasionalment per a explicar les propietats d'algunes substàncies orgàniques com les amina o els alcohols.
Introducció
[editar | editar còdic]Des dels començos de la química, inclús abans, en temps de l'alquímia, ya era conegut el fet de que hi havia substàncies que s'obtenien dels minerals, de l'aigua o de l'aire i unes atres que s'obtenien dels sers vius, tant vegetals com a animals. A mida que va ser aumentant el coneiximent dels fenomens químics, va escomençar a quedar clar que els productes químics extrets dels organismes vivents eren clarament diferents als que s'obtenien a partir dels minerals sobre propietats i reactivitat. Un dels químics que va expressar clarament estes diferències va ser Bergman, en el XVIII, sent Berzelius el primer en classificar-los, al començament de el XIX, en inorgànics i orgànics.[3] Sobre esta base, els químics de el XIX varen començar a estudiar els composts orgànics, buscant conéixer millor les seues propietats químiques generals, sobretot la reactivitat entre ells o en substàncies inorgàniques, al mateix temps que s'anaven coneixent més i més composts que entrabar dins de la categoria d'orgànics. Este aument del número de substàncies orgàniques, junt en el fet de que no es coneixia l'estructura molecular de les mateixes, va complicar en gran medida l'estudi d'estes substàncies. En la majoria dels casos, estes substàncies es representaven d'igual manera que les inorgàniques, per mig de fòrmules empíriques que indicaven les proporcions elementals dels seus components. Esta situació va fer que algunes substàncies, com el fulminato d'argent, estudiat per Liebig en 1823 i el cianato d'argent, estudiat per Wöhler per eixa mateixes dates, anaren formulades, en abdós casos, com AgNCO, a pesar de tindre propietats químiques molt diferents.[4] Despuix d'este cas, es varen donar atres similars en els anys següents, com el del descobriment del butileno (buteno) per Faraday en 1825, la fòrmula empírica del qual, segons les proporcions simples (CH2) era igual a la del etileno, les propietats químiques del qual ya eren conegudes. Estes substàncies varen ser denominades isòmers, que significa iguals proporcions i durant algun temps va supondre un dilema per als químics orgànics.
Tot semblava indicar que si dos molècules estaven formades pels mateixos àtoms en les mateixes proporcions, pero presentaven propietats físiques i químiques diferents, la diferència tindria que vindre en la forma en que s'unien els àtoms en les molècules, per lo que certs químics orgànics varen dirigir les seues mirades a identificar estos aspectes, plantejant la possibilitat de que existiren diferents grups d'àtoms moleculars (radicals varen ser cridats en eixa época) que es conservaren a través de les reaccions i que pogueren explicar el fenomen de l'isomeria.[3]
Inicis de la teoria
[editar | editar còdic]L'idea de que les substàncies químiques estaven formades per grups d'àtoms en una estructura molt estable (radicals), que era lo que s'intercanviava en les reaccions va escomençar a calar entre els químics orgànics del moment, respalat per algunes evidències, com els treballs realisats per Liebig i Wöhler, en 1832, relacionats en l'oli d'armeles amargues (aldehit benzoico) i les seues reaccions, en les que en totes elles apareixia, com alguna cosa comuna, un grup d'àtoms en les proporcions C7H5O.[5] Este grup d'àtoms va rebre el nom de radical benzoílo (no confondre en l'actual radical o grup bencilo) i va ser nomenat com Bz, de manera que el àcit benzoico seria BzOH; el benzaldehído, BzH; el clorobenzol (clorur de benzoílo); BzCl i la benzamida, BzNH2. Esta i atres evidències paregudes va fer pensar a lo químics d'esta primera mitat de el XIX, que els radicals orgànics podien ser la resposta als numerosos misteris de la química orgànica. En els anys 1839 i 1840, J. B. Dumas, un dels químics, junt en Berzelius, més reputats del moment, va propondre que els composts químics es consideraren productes de la substitució d'elements individuals o radicals per uns atres en uns pocs composts "típics" , lo que es considera un primer esbós de la teoria dels tipos. Segons el plantejament de Dumas, este vi a dir que mentres que en la química inorgànica els radicals són simples, formats per uns pocs àtoms, en la química orgànica tals radicals són més complexos, pero en lo que a les lleis de la combinació i de les reaccions es referix, no hi ha major diferència entre la química orgànica i l'inorgànica.[6]
Baixe la supervisió de Dumas, treballava en el seu laboratori August Laurent, que des de 1836 investigava la substitució dels àtoms d'hidrogen de certs composts orgànics, per àtoms de clor i l'efecte que la presència d'este heteroátomo tenia en les propietats dels nous composts. Utilisant lo que ell va denominar séries de composts en els mateixos àtoms de carbono combinats entre sí de forma anàloga, es percató del fet de que les propietats dels nous productes clorados no semblaven ser molt diferents de les corresponents a la substància de partida. Donava l'impressió de que el clor estava eixercint un efecte similar al de l'hidrogen al que havia reemplaçat. Laurent denomine núcleus a estos grups de composts anàlecs que permaneixien despuix de la substitució de l'hidrogen pel clor.[7] El mateix Dumas, fins a llavors alguna cosa contrari a acceptar estes idees, es va convéncer de que podien existir eixos núcleus orgànics quan, per eixes dates, va preparar per mig d'cloración del àcit acètic, el àcit tricloroacético, observant la similitut de les seues propietats en les de l'àcit acètic. Posteriorment, va presentar la seua pròpia versió de la teoria de Laurent, cridant-la teoria de tipos. Segons Dumas, en química orgànica existixen certs tipos que persistixen inclús quan, en lloc d'hidrogen, contenen un volum igual de clor, bromo o yodo.[8]
Desenroll i establiment de la teoria
[editar | editar còdic]Encara que esta idea dels radicals, núcleus o tipos, segons quin autor, era prou nova en els començos de la década de 1840, numeroses troballes realisades en dita década escomençaven a apuntar en la direcció de que podia ser cert i que podrien existir séries homòlogues de composts orgànics, com a alcohols alifáticos, àcit grassos, etc. que actuarien com a núcleus o tipos a partir dels quals, per mig de reaccions de substitució, podien obtindre's atres séries en propietats paregudes. Sobre esta base, en el seu llibre de text, Precís de Chimie Organique, publicat en 1844, Charles Gerhardt, un atre dels colaboradors de Dumas, va afirmar que les reaccions de composts que diferixen només pel contingut de grups -CH2, és dir, aquells que pertanyen a una série que ell va cridar "homológica", poden descriure's per mig de les mateixes reaccions i, ademés, tals composts tenen propietats químiques similars.[7]
Alguns anys despuix, al final de la década de 1840, Charles Wurtz va preparar les amina primàries metilamina i etilamina, fent notar que dits composts estaven relacionats en el amoniaco, encara que no va profundisar en l'idea. Estos treballs varen ser continuats per August Hofmann, que en els anys següents va preparar numeroses amina, no solament primàries, sino també secundàries, terciarias i cuaternarias, comprovant que totes elles tenien propietats químiques que les feyen similars al amoniaco, per lo que les va classificar com a composts orgànics tipo amoniaco. Casi simultàneament als treballs de Hofmann, el químic anglés Alexander Williamson, estudiant els alcohols, en fer reaccionar etanol en etóxido de potassi es va formar éter etílico, demostrant aixina, que els éter podien obtindre's per substitució de l'hidrogen de l'alcohol per mig de tractament de les sals potásicas dels alcohols en els yodur alcalinos (síntesis de Williamson). Donades les similituts ya conegudes entre els alcohols i l'aigua, Williamson va propondre que tant alcohols com a éter pertanydrien al tipo aigua. [9]
En 1853, C. Gerhardt va començar la publicació d'un nou tractat de química orgànica, Traité de chimie organique, obra composta de quatre volums, l'últim d'ells aparegut en 1856. El tractat va supondre la culminació de la teoria dels tipos, generalisant-la, ya que en ell Gerhard va desenrollar esta idea i la va utilisar per a classificar els composts orgànics, afegint dos tipos més, els composts tipo hidrogen, que presuponia que els hidrocarburs es formaven en substituir un dels dos hidrogen de l'H2 per un radical hidrocarbonado i els composts tipo clorur d'hidrogen, formats en substituir l'hidrogen de l'àcit clorhídric pel corresponent radical orgànic. Ademés va apuntar que atres composts més complexos, podien derivar-se d'estos quatre tipos.
La teoria dels tipos va guanyar popularitat degut a que podia amprar-se en l'organisació d'un número, cada volta major, de composts orgànics. No obstant, est va ser el principal problema que tubo que enfrontar la teoria, ya que, a mida que aumentava el número de composts coneguts, era necessari representar-los en térmens de radicals cada volta més complexos. Este problema va ser resolt en certa mida per Williamson, qui va utilisar fòrmules de doble tipo en les que les fòrmules de tipo convencional estaven unides per un menut radical.[9]
En qualsevol cas, cal reconéixer que la teoria dels tipos va impulsar el desenroll de la química orgànica, en particular, la classificació dels composts orgànics. En 1880 el químic rus-germà Friedrich Beilstein va publicar un vast compendio (Handbuch der organischen Chemie) que contenia la descripció d'uns 1500 composts orgànics, en 2200 pàgines, organisats i classificats d'acort a la teoria dels tipos.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Partington, James Riddick (1962). «Chap. XIV. The theory of types», A history of chemistry (en en), Londres: Macmillan & CO.
- ↑ «Types, Theory of» (en en). TheFreeDictionary.com. Consultat el 2025-09-17.
- ↑ 3,0 3,1 Leicester, Henry M. (1967). Panorama històric de la química, Alhambra, pp. 207-211.
- ↑ Asimov, Isaac (2003). Breu història de la química. Introducció a les idees i conceptes de la química, Madrit: Aliança, pp. 58-60. ISBN 84-206-3979-6.
- ↑ Annalen der Pharmacie.3(3)
- 249–282.ISSN 0365-5490.doi:10.1002/jlac.18320030302.Consultat el 2025-09-19.
- ↑ Dumas and Liebig. «Note on the Present State of Organic Chemistry» (en en). Consultat el 2025-09-20.
- ↑ 7,0 7,1 Mierzecki, Roman; Mierzecki, Roman (1991). «Chap. 4.2. The First Theories of the Structure of Organic Compounds», The historical development of chemical concepts (en en), Kluwer Acad. Publ. [o.a.]. ISBN 978-0-7923-0915-4.
- ↑ Hudson, John (1994). The history of chemistry, reprinted edició (en en), Chapman & Hall, pp. 112-113. ISBN 978-0-412-03651-4.
- ↑ 9,0 9,1 Hudson, John (1994). The history of chemistry, reprinted edició (en en), Chapman & Hall, pp. 116-118. ISBN 978-0-412-03651-4.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Teoría de los tipos (química)» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.