Теория химического строения органических веществ
Согласно теории Бутлерова, атомы в молекуле соединены в определённом порядке в соответствии с их валентностями; этот порядок и есть химическое строение. В органических соединениях углерод четырёхвалентен, кислород двухвалентен, азот трёхвалентен, а водород одновалентен. Свойства зависят не только от состава, но и от порядка связывания: C₂H₅OH (этанол) и CH₃–O–CH₃ (диметиловый эфир) имеют одинаковую формулу C₂H₆O, но совершенно различаются. Атомы и группы в молекуле влияют друг на друга: группа –OH создаёт нейтральную среду в C₂H₅OH, сильное основание в NaOH и кислотность в CH₃COOH. Валентность углерода всегда равна IV, а его степень окисления изменяется от −4 до +4: в связи C–H общая электронная пара смещена к углероду (электроотрицательность 2,5 против 2,1 у водорода), а в связи C–C она не смещена. Поэтому углерод имеет степень окисления −4 в метане, −2 в метаноле, 0 в метанале, +2 в муравьиной кислоте и +4 в CO₂.
С помощью пластилина и зубочисток (или цветной бумаги и нитки) постройте две модели молекул C₂H₆O: одну этанола, другую диметилового эфира. Проверьте, что у каждого атома углерода по четыре связи, а у кислорода — две. Обращайтесь с зубочистками осторожно, с помощью взрослого.