Но Бутлеров не ограничился созданием теории. Он первый применил ее для решения проблем органического синтеза. Работы Бутлерова по синтезу новых веществ принесли ему славу крупнейшего химика-синтетика.
Блестящий ряд химических синтезов, проведенных Бутлеровым, навеки вошел в историю химии.
Бутлеров создал школу, обогатившую науку рядом открытий огромного теоретического и практического значения.
Старейшим, а может быть, и крупнейшим по значению научных трудов учеником Бутлерова был Владимир Васильевич Марковников (1838–1904), сын офицера, уроженец Нижегородской губернии. Окончив Александровский институт в Нижнем Новгороде, он в 1856 году поступил в Казанский университет, по окончании которого был оставлен Бутлеровым при университете для подготовки к профессуре, и начал работать в его лаборатории.
Здесь Марковников приготовил свою магистерскую диссертацию «Об изомерии органических соединений». Еще более интересной была докторская диссертация Марковникова «Материалы по вопросу о взаимном влиянии атомов в химических соединениях», вышедшую отдельным изданием в 1869 году.
Марковников вывел закой, управляющий процессом образования сложных органических соединений, и дал на основе его ряд правил, объясняющих, почему возникают в химических соединениях разнообразные свойства.
Марковников доказал, что при соединении двух атомов их свойства в сложном веществе изменяются под взаимным воздействием. Речь идет не о простом сложении двух или нескольких неизменных величин, а о взаимном влиянии атомов, распространяющемся даже на такие атомы, которые непосредственно не связаны друг с другом. Зная это влияние, можно заранее предсказывать, как будут вести себя в различных случаях составные части молекул.
Теория Марковникова научила химиков точно, научно предсказывать течение химических реакций.
В 1869 году Марковников был избран советом Казанского университета на место своего учителя, перешедшего в Петербург, но через год уступил кафедру Бутлерова другому его ученику, Александру Михайловичу Зайцеву, а сам, пробыв около года в Новороссийском университете в Одессе, в 1873 году перешел в Московский университет. В Москве главным образом и развернулась научная и педагогическая деятельность Марковникова, составившая ему мировую известность.
В Московском университете, где до того времени, как указывал К. А. Тимирязев, преподаванию естественных наук, и в частности химии, уделялось очень мало внимания, Марковников прежде всего организовал большую химическую лабораторию как для занятий студентов, так и для исследовательских работ.
Первые годы своего пребывания в Москве Марковников всецело посвятил преподавательской работе, следуя примеру своего учителя.
Академик И. А. Каблуков говорит: «В. В. Марковников с первых же шагов приучал студентов к самостоятельности. В то время почти не было руководства по химии на русском языке и описание способов приготовления различных, даже не особенно сложных соединений нужно было разыскивать в иностранных журналах. Назначив студенту работу, В. В. Марковников давал общие указания о приготовлении указанного соединения, а затем прибавлял: «А подробности о том, как составить прибор и т. п., найдете в «Анналах Либиха». Студенту (в большинстве случаев плохо знавшему иностранные языки) приходилось вооружаться словарем и приниматься за перевод химической статьи. Мы убедились на личном опыте в пользе этого приема для дальнейшей работы: студент сразу видел, что без знания иностранных языков дальнейшее изучение химии невозможно — это первое; второе — с первых шагов своей работы студент приучался к самостоятельным приемам исследования, учась этому по оригинальным статьям больших химиков. Приготовив 5 — 10 несложных препаратов, студент переходил уже к синтезу новых соединений, так что уже на четвертом курсе некоторые студенты получали эти новые соединения — и о них на заседаниях ученых обществ делались сообщения».
О педагогическом таланте Марковникова и его своеобразном подходе к работе по воспитанию молодежи говорит и академик С. С. Наметкин:
«Человек глубоко оригинальный, прекрасный администратор, требовательный и строгий, но справедливый к подчиненным, В. В. Марковников был прекрасным учителем и воспитателем молодого поколения. Правда, он не любил «возиться» со своими практикантами, давая им нередко лишь общие руководящие указания, но он зорко следил за ними, требовал аккуратности и тщательности в выполнении работы и четкости результатов. Известно его образное изречение: «их (то-есть практикантов) надо скорее пускать на глубокое место: кто выплывет, из того будет толк». Бывало, конечно, немало случаев, когда толку не получалось, и в таких случаях В. В. Марковников бывал неумолим».