Théorie radicale - Radical theory
La théorie radicale est une théorie scientifique obsolète en chimie décrivant la structure des composés organiques . La théorie a été lancée par Justus von Liebig , Friedrich Wöhler et Auguste Laurent vers 1830 et n'est pas liée à la compréhension moderne des radicaux libres . Dans cette théorie, on pensait que les composés organiques existaient sous forme de combinaisons de radicaux qui pourraient être échangés dans des réactions chimiques, tout comme les éléments chimiques pourraient être interchangés dans des composés inorganiques.
Préambule
Le terme radical était déjà utilisé lorsque la théorie radicale a été développée. Louis-Bernard Guyton de Morveau introduisit le terme «radical» en 1785 et l'expression fut employée par Antoine Lavoisier en 1789 dans son Traité Élémentaire de Chimie . Un radical a été identifié comme la base de la racine de certains acides (le mot latin «radix» signifiant «racine»). La combinaison d'un radical avec de l'oxygène donnerait un acide. Par exemple, le radical de l'acide acétique a été appelé «acétique» et celui de l' acide muriatique ( acide chlorhydrique ) a été appelé «muriatique». Joseph Louis Gay-Lussac a trouvé des preuves du radical cyanure en 1815 dans ses travaux sur le cyanure d'hydrogène et un certain nombre de sels de cyanure qu'il a découverts. Il a également isolé le cyanogène ((CN) 2 ) sans se rendre compte que le cyanogène est le dimère de cyanure NC-CN. Jean-Baptiste Dumas a proposé le radical éthylène à partir de recherches sur l'éther diéthylique et l' éthanol . Dans sa théorie de l'étherine, il a observé que l'éther se composait de deux équivalents d'éthylène et d'un équivalent d'eau et que l'éthylène et l'éthanol pouvaient s'interconvertir dans des réactions chimiques. L'éthylène était également le fragment de base pour un certain nombre d'autres composés tels que l'acétate d'éthyle . Cette théorie de l'Etherin a finalement été abandonnée par Dumas au profit de la théorie radicale. En tant que radical, il devrait réagir avec un oxyde pour former l'hydrate, mais il a été constaté que l'éthylène est résistant à un oxyde comme l'oxyde de calcium . Henri Victor Regnault en 1834 a fait réagir du dichlorure d'éthylène (CH 2 CH 2 .Cl 2 ) avec du KOH en formant du chlorure de vinyle , de l'eau et du KCl. Dans la théorie de l'éthérine, il ne devrait pas être possible de rompre le fragment d'éthylène de cette manière.
La théorie radicale a remplacé le dualisme électrochimique qui déclarait que toutes les molécules devaient être considérées comme des sels composés d'oxydes basiques et acides.
Théorie
Liebig et Wöhler ont observé en 1832 dans une enquête sur la résine de benzoïne ( acide benzoïque ) que les composés huile d'amande ( benzaldéhyde ), " Benzoestoff " ( alcool benzylique ), chlorure de benzoyle et benzamide partagent tous un fragment C 7 H 5 O commun et que ceux-ci les composés pourraient tous être synthétisés à partir d'huile d'amande par de simples substitutions. Le fragment C 7 H 5 O était considéré comme un "radical d'acide benzoïque" et appelé benzoyle . Les radicaux organiques ont ainsi été placés au même niveau que les éléments inorganiques. Tout comme les éléments inorganiques ( radicaux simples ), les radicaux organiques ( radicaux composés ) étaient indivisibles. La théorie a été développée grâce aux améliorations de l'analyse élémentaire par von Liebig. Laurent a contribué à la théorie en rapportant l'isolement du benzoyle lui-même en 1835, mais le produit chimique isolé est aujourd'hui reconnu à son dimère dibenzoyle . Raffaele Piria a rapporté le radical salicyle comme base de l'acide salicylique . Liebig a publié une définition d'un radical en 1838
Berzelius et Robert Bunsen ont étudié le radical cacodyl (réaction du chlorure de cacodyle avec le zinc) vers 1841, maintenant également connu sous le nom d'espèce dimère (CH 3 ) 2 As-As (CH 3 ) 2 . Edward Frankland et Hermann Kolbe ont contribué à la théorie des radicaux en étudiant les radicaux éthyle et méthyle. Frankland a rapporté le diéthylzinc pour la première fois en 1848. Frankland et Kolbe ont étudié ensemble la réaction du cyanure d'éthyle et du zinc en 1849 en rapportant l'isolement non pas du radical éthyle mais du radical méthyle (CH 3 ) qui était en fait l'éthane. Kolbe a également étudié l' électrolyse des sels de potassium de certains acides gras. L'acide acétique était considéré comme la combinaison du radical méthyle et de l'acide oxalique et l'électrolyse du sel produit sous forme de gaz à nouveau de l'éthane mal identifié comme le radical méthyle libéré. En 1850, Frankland a étudié les radicaux éthyle. Au cours de ce travail, le butane formé par réaction d'iodure d'éthyle et de zinc a été identifié par erreur comme étant le radical éthyle.
Disparition
August Wilhelm von Hofmann , Auguste Laurent et Charles Frédéric Gerhardt ont défié Frankland et Kolbe en suggérant que le radical éthyle était en fait un dimère appelé diméthyle. Frankland et Kolbe ont rétorqué que l'hydrure d'éthyle était également une possibilité et en 1864, Carl Schorlemmer a prouvé que l'hydrure de diméthyle et d'éthyle étaient en fait un seul et même composé.
La théorie radicale a finalement été remplacée par un certain nombre de théories préconisant chacune des entités spécifiques. Une adaptation de la théorie radicale a été appelée théorie des types (théorie des résidus), préconisée par Charles-Adolphe Wurtz , August Wilhelm von Hofmann et Charles Frédéric Gerhardt . Un autre était le type d'eau tel que promu par Alexander William Williamson . Jean-Baptiste Dumas et Auguste Laurent (un des premiers partisans de la théorie radicale) ont contesté la théorie radicale en 1840 avec une loi de substitution (ou théorie de la substitution ). Cette loi reconnaissait que tout atome d'hydrogène, même faisant partie d'un radical, pouvait être remplacé par un halogène .
Finalement, Frankland en 1852 et August Kekulé en 1857 ont introduit la théorie de la valence avec comme thème central la tétravalence du carbone. rendant le carbone trivalent obsolète pour le moment.
Héritage
En 1900, Moses Gomberg découvrit de manière inattendue le vrai carbone trivalent et le premier radical au sens moderne du mot dans sa tentative (infructueuse) de fabriquer de l' hexaphényléthane . Dans la chimie organique actuelle, des concepts tels que le benzoyle et l' acétyle persistent dans la nomenclature chimique mais uniquement pour identifier un groupe fonctionnel ayant le même fragment.