Понятие структуры в органической химии

Очевидно, Платон не мог использовать понятия структуры, его еще просто не было. Понятия эти были разработаны лишь в совсем недавнее время. В «Кратиле» простые единицы -- простые слова воссоздаются последовательностью звуков или слогов, а более крупные единицы неопределенным образом строятся из более простых «по правилам красноречия».

Насколько мне известно, системное понятие связи (в собирательном значении) впервые было введено Кантом в «Критике чистого разума» в 1781 году. Кант писал, что «связь является единственным представлением, которое не дается объектом», а привносится рассудком в процессе объединяющего синтеза многообразного (Кант 1787/1964, с. 190). (Это означает отсутствие объективных закономерностей?! – А.Р.)

Современное понятие структуры вошло в науку через структурную химию. В 1825 г. химики Вёллер и Либих открыли явление изомерии, состоящее в том, что молекулы разных веществ, могли иметь одинаковый атомный состав, и в то же время отличаться по своим химическим свойствам. Например, два различных вещества – эфир и этиловый спирт представлялись одной и той же химической формулой С₂Н₆О. В 1861 г. ряд химиков (и среди них Бутлеров) предложили теорию, согласно которой химические свойства вещества определяются строением, или структурой его молекул, т.е. не только набором атомов, но и способом их соединения -- конфигурацией связей. Химические структуры веществ стали изображать с помощью структурных формул. Например изображённые ниже на схеме молекулы как Эфира, так и Этилового спирта, состоят из двух атомов углерода, шести атомов водорода и одного атома кислорода, но в силу того, что конфигурации объединяющих их связей различны, они имеют совершенно разные химические свойства. Структурные формулы в химии связаны с именем Бутлерова главным образом потому, что его нотация с изображением связей чёрточками оказалась самой простой и удобной (Схема 3).

Схема 3. Структурные формулы двух изомеров – Эфира и Этилового спирта.

Понятия конфигурации связей достаточно, чтобы объяснить явление изомерии, но его отнюдь не достаточно, чтобы однозначно представить молекулу вещества. Ведь совершенно очевидно, что одинаковые конфигурации с различными атомными составами будут представлять собою различные вещества (Схема 4).

Схема 4. Различные вещества с различным атомным составом и одинаковой конфигурацией связей.

А это означает, молекулярная структура вещества -- это конфигурация связей вместе с распределенным в ней набором атомов. Например, в органической химии часто имеют дело с одинаковыми конфигурациями, но с незначительно отличающимся атомным составом, скажем вместо атома водорода, стоит хлор, имеющий ту же валентность. Или при одной и той же конфигурации и одинаковом атомном составе, атомы разных веществ распределены в одинаковых конфигурациях по разному. Например, те же водород и хлор могут занимать в молекулах разных веществ разные места, хотя конфигурация связей у них одна и та же (Схема 4).

Другими словами, структура — это определённый набор элементов, распределённых определённым образом среди мест определённой конфигурации связей. Ни элементы, ни связи не обладают в системном мышлении самостоятельным онтологическим статусом. Таким статусом обладает только структура, а элементы и связи -- лишь моменты понятия структуры. Другими словами, понятие структуры снимает понятия элемента и связи – вне структуры нет ни элементов ни связей. Структура есть системная форма объединения элементов в Единство.