Первое публичное выступление А. М. Бутлерова по теоретическим вопросам органической химии относится к концу 50-х годов: это доклад его на заседании Парижского химического общества и его статья «Замечания о новой химической теории А. С. Купера» (1859 г.). В этой статье А. М. Бутлеров, в частности, писал, что за радикалы следует считать не только органические группы, но и такие группировки, как ОН, NH2, т. е. те характерные для органических веществ сочетания атомов, которые впоследствии получили названия функциональных групп. Здесь он впервые употребил и термин «структура», говоря, что «к одному типу молекулярной структуры» относятся, например, метан, хлористый метил, хлористый метилен, хлороформ, четыреххлористый углерод, метиловый спирт, т. е. соединения с одним углеродным атомом, производные метана. В статье содержались следующее наиболее примечательные мысли: «Экспериментальные исследования дадут нам основание для настоящей химической теории, и она будет математической теорией для молекулярной силы, которую мы называем химическим сродством. Но так как сродство служит причиной не только химических превращений, но также и определенной группировки элементарных атомов в сложных частицах, то это сродство должно изучать не только во время вызываемого им молекулярного движения, но и в состоянии равновесия материи... Хотя типические формулы могут выражать только двойные разложения, а не внутреннюю конституцию тел, но из этого еще не следует, что эта конституция никогда не будет известной... Новые открытия позволяют нам идти дальше прежнего в наших теоретических взглядах».
Таким образом, уже здесь А. М. Бутлеров вышел за пределы представлений Ш. Жерара в весьма существенном пункте: он считал возможным говорить об «определенной группировке атомов в сложных частицах», причем причину этой группировки видел в химическом сродстве. В этих словах содержится, по существу, одна из основных идей теории химического строения.
В более развитой форме идея химического строения была изложена А. М. Бутлеровым в 1861 г. в докладе .«О химическом строении веществ». В этом докладе прежде всего говорилось, что «теоретическая сторона химии не отвечает ее фактическому развитию», отмечались, в частности, недостатки теории типов. А. М. Бутлеров был при этом далек от огульного отрицания. Он справедливо указывал, что эта теория имеет и важные заслуги: благодаря ей вошли в науку понятия об атоме, частицах (молекулах), эквиваленте, об эквивалентных и молекулярных массах, исследователи научились везде ставить на первое место факты.
В докладе А. М. Бутлеров дал четкое определение химического строения: «Я называю химическим строением распределение действия этой силы (сродства), вследствие которого химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу».
