Die geskiedenis van organiese chemie. Die onderwerp en die waarde van organiese chemie

Min mense dink oor wat is die rol van organiese chemie in die lewe van die moderne mens. Maar dit is 'n groot, is dit moeilik om te oorskat. In die oggend, wanneer 'n persoon wakker en gaan om te was, en ook in die aand, toe hy gaan slaap, het hy voortdurend saam met die produkte van organiese chemie. Tandeborsel, klere, papier, skoonheidsmiddels, meubels en interieur ontwerp, en nog baie meer - dit alles gee ons dit. Maar sodra dit was nie die geval is, en op organiese chemie aan baie min weet.

Kom ons kyk hoe ontwikkel stap vir stap die geskiedenis van organiese chemie.

1. Die tydperk van ontwikkeling tot die XIV eeu, genaamd natuurlike.

2. XV - Sewentien eeu - die begin van die ontwikkeling of iatrochemistry alchemie.

3. Century XVIII - XIX - die oorheersing van die teorie van vitalisme.

4. XIX - XX eeu - intensiewe ontwikkeling, wetenskaplike stadium.

Begin of natuurlike fase van ontwikkeling van organiese chemie

Hierdie fase bestaan uit die baie opkoms van die konsep van chemiese oorsprong. En die oorsprong gaan so ver terug as antieke Rome en Egipte, wat is baie bekwame inwoners geleer om kleurstowwe vir kleur voorwerpe en klere van natuurlike grondstowwe te maak - blare en stingels van plante. Dit was die indigo, gee die diep blou kleur, en alizorin vlekke letterlik al sappig en aantreklik skakerings van oranje en rooi. Buitengewoon ratse inwoners van verskillende nasionaliteite terselfdertyd ook geleer hoe om die asyn kry, om geeste van sukrose en stysel bevattende stowwe van plantaardige oorsprong maak.

Dit is bekend dat 'n baie algemene voedsel in die toepassing van hierdie historiese tydperk was diervette, groente-olies en harpuis wat gebruik word deur sjefs en genesers. En ook in die alledaagse lewe van verskeie gifstowwe was styf as verhoudings die belangrikste wapen vnutriusobnyh. Al hierdie stowwe is produkte van organiese chemie.

Maar, helaas, as sodanig, die konsep van "chemie" bestaan nie, en die studie van spesifieke stowwe ten einde die eienskappe te verduidelik en samestelling nie plaasgevind het nie. Daarom is hierdie tydperk spontane genoem. Alle ontdekkings was ewekansige, ongefokus aard van waardes verbruiker. Dit het voortgeduur tot die volgende eeu.

iatrochemistry tydperk - 'n belowende begin ontwikkeling

Inteendeel, dit was in die XVI - Sewentien eeue begin direkte uitbeeldings van chemie na vore as 'n wetenskap. Deur die werk van wetenskaplikes 'n geruime tyd verkry organiese stowwe uitgevind eenvoudige apparaat vir distillasie en sublimasie van stowwe wat gebruik word 'n spesiale chemiese vaartuie vir verpletterende stowwe om die skeiding van natuurlike produkte bestanddele.

Die hooffokus van daardie tyd was die medisyne. Die begeerte om die nodige medisyne te kry het gelei tot die feit dat die plant staan essensiële olies en ander rou bestanddele. So, Karl Scheele is verkry verskeie organiese sure van groente grondstowwe:

• appel;
• suurlemoen;
• Galliese;
• melk;
• oksaalsuur.

Op die studie van plante en die toekenning van hierdie sure wetenskaplike het 16 jaar (1769-1785). Dit was die begin van ontwikkeling, gegrond organiese chemie, wat direk is as 'n tak van chemie is geïdentifiseer en later genoem (vroeë agttiende eeu).

In dieselfde tydperk uitgelig Midde GF Rueil kristalle van uriensuur uit ureum. Ander aptekers barnsteensuur is verkry uit amber, wynsteensuur. Wat algemeen gebruik word sluit in 'n metode van droë distillasie van plant en dier materiaal, deur wat verkry word asynsuur, Diëthylether, hout alkohol.

So begin die intensiewe ontwikkeling van die organiese chemiese bedryf in die toekoms.

Vis Vitalis, of "life force"

XVIII - XIX eeu vir organiese chemie is baie tweeledig: aan die een kant, daar is 'n aantal van ontdekkings wat geweldige waarde het. Aan die ander kant 'n lang tyd, die groei en opbou van relevante kennis en korrekte idees geïnhibeer die dominante teorie van vitalisme.

Hierdie teorie geskep en oorsig van die belangrikste Jens Jakobs Berzelius, wat op dieselfde tyd het hy homself gegee, en die definisie van organiese chemie (die presiese jaar is onbekend, of 1807 of 1808). Volgens die bepalings van hierdie teorie, kan die organiese stowwe gevorm word slegs in lewende organismes (plante en diere, insluitend die mens), as die enigste lewende wesens het 'n spesiale "life force" wat hierdie stowwe vervaardig kan. Terwyl anorganiese stowwe kry organiese absoluut onmoontlik, omdat hulle produkte lewelose, nie-vlambare, sonder vis Vitalis.

Dieselfde wetenskaplikes eerste klassifikasie van alle bekende by die tyd van die verbindings in die anorganiese (nie-lewende, alle stowwe soos water en sout) en organiese (live, diegene wat soos olyfolie en suiker) is voorgestel. Ook Berzelius eerste spesifiek aangewese dat so 'n organiese chemie. Bepaling was: 'n gedeelte van chemie wat die stowwe wat uit lewende organismes bestudeer.

Gedurende hierdie tydperk, wetenskaplikes maklik geïmplementeer omskakeling van organiese verbindings in anorganiese, bv deur verbranding. Maar die moontlikheid van omschakeling van enigiets is nog nie bekend nie.

Lot sou dit, dat dit student Jens Berzelius Fridrih Veler bygedra het tot die begin van die ineenstorting van die teorie van sy meester wees.

Duitse wetenskaplike werk op sianied verbindings en in een van die eksperimente uitgevoer om kristalle te verkry bestuur Soortgelyk aan uriensuur. As gevolg hiervan, 'n meer deeglike studie het bevind hy wat werklik daarin geslaag om organiese materiaal te kry uit anorganiese, sonder enige vis Vitalis. Maak nie saak hoe skepties Berzelius, is hy gedwing om dit onteenseglike feit erken. So dit behandel die eerste slag vir die vitalistic uitsig. Die geskiedenis van organiese chemie begin om momentum te kry.

Verskeie ontdekkings, gekneus vitalisme

Wöhler sukses geïnspireer het chemici van die agttiende eeu, so begin wydverspreide toetsing en eksperimente om organiese materiaal te bekom in vitro. Sulke sinteses wat kritiese en belangrikste is het 'n paar nie.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe wat leerling Wöhler, bestuur eenvoudige inorganics C, H _{2 O 2} trap totale sintese om asynsuur, wat is 'n organiese materiaal te bekom.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom geïmplementeer glukose sintese van stysel en suur.
3. 1820 Anri Brakonno gedenatureer proteïene suur en dan behandel met salpetersuur en die verkry van die eerste 20 aminosure later gesintetiseer mengsel - glisien.
4. 1809 Michel Chevreul bestudeer die samestelling van vette, probeer om hulle te verdeel in sy samestellende komponente. As gevolg hiervan, het hy vetsure en gliserol. 1854, Zhan Bertlo voortgesette bedryf Chevrel gliserol en verhit met steariensuur. Gevolg - vet, presies herhaal die struktuur van natuurlike verbindings. Later, het hy daarin geslaag om en ander vette en olies, wat effens anders in molekulêre struktuur van natuurlike analogen was kry. Wat gedemonstreer die moontlikheid van die verkryging van nuwe organiese verbindings van groot belang in die laboratorium.
5. J. Berthelot gesintetiseer metaan uit waterstofsulfied (H ₂ S) en koolstofdisulfied (CS _2).
6. 1842 Zinin was in staat om die anilien van nitrobenzeen kleurstof sintetiseer. Later het hy daarin geslaag om 'n aantal van anilien kleurstowwe kry.
7. A. Bayer skep sy eie laboratorium, wat aktief en suksesvol sintese van organiese kleurstowwe, soortgelyk aan natuurlike is: Alisariengeel, indigoid, antrohinonovye, xanthene.
8. 1846 sintese van nitrogliserien wetenskaplikes Sobrero. Hy het ook 'n teorie tipes, wat sê dat stowwe soortgelyk aan 'n paar van die anorganiese en kan voorberei word deur die vervanging van waterstofatome in die struktuur.
9. 1861 A. M. Butlerov gesintetiseer versoeter van formalien. Hulle is geformuleer deur die bepalings van teorie van chemiese struktuur van organiese verbindings tot vandag relevant.

koolstof en sy verbindings - al hierdie bevindinge het die onderwerp van organiese chemie geïdentifiseer. Verdere ontdekkings het gefokus op die meganismes van chemiese reaksies in organiese chemie, om die aard van elektroniese interaksie te vestig, en om die struktuur van die verbindings.

Die tweede helfte van die XIX en XX eeu - 'n tyd van wêreldwye chemiese ontdekkings

Die geskiedenis van organiese chemie met verloop van tyd ondergaan het al die groot veranderinge. Werk baie wetenskaplikes oor die meganismes van interne prosesse in molekules, reaksies en stelsels het vrugbaar resultate opgelewer. So, in 1857, Friedrich Kekule ontwikkel die teorie van valensie. Dit behoort ook aan die groot meriete - die ontdekking van die struktuur van die molekules van die aromatiese koolwaterstof benseen. Terselfdertyd A. M. Butlerov geformuleer die teorie van die struktuur posisie van verbindings in wat daarop dui dat die koolstof tetravalence en die verskynsel van die bestaan van isomere, en isomere.

VV Markovnikov en A. M. Zaytsev delf in die studie van reaksiemeganismes in organiese materiaal en formuleer 'n stel reëls wat hierdie meganismes en bevestig verduidelik. In 1873 - 1875 jaar. I. Wislicenus, Van't Hoff en Le Bel bestudeer die ruimtelike rangskikking van atome in molekules, openbaar die bestaan van stereo-isomere en is die voorouers van die hele wetenskap - stereochemie. Baie verskillende mense wat betrokke is by die skepping van die veld van organiese chemie, wat ons vandag het. Daarom, organiese chemie, wetenskaplikes is opmerklik.

Die einde van die XIX en XX eeu - 'n tyd van wêreldwye ontdekking in die farmaseutiese bedryf, verf industrie, kwantum chemie. Kyk na die opening, tot 'n maksimum waarde van organiese chemie te verseker.

1. 1881 Conrad M. en M. Gudtseyt gesintetiseer narkose, veronaal en salisielsuur.
2. 1883 L. Knorr ontvang antipirien.
3. 1884 F. Stoll het pyramidon.
4. 1869 Hyatt broers het die eerste mensgemaakte vesel.
5. 1884 D. Eastman gesintetiseer film pas.
6. 1890 ontvang cuprammonium vesel L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross en sy kollegas het rayon.
8. 1897 F. Miescher en Buchner stigter van die teorie van biologiese oksidasie (sel-vrye fermentasie ontdek en ensieme as die biokataliste).
9. 1897 F. Miescher ontdek nukleïensure.
10. Die begin van XX eeu - die nuwe chemie van organometaalverbindings.
11. 1917 Lewis het die elektroniese aard van chemiese bindings in molekules.
12. 1931 Hückel - stigter van kwantum meganismes in chemie.
13. Van 1931-1933. Laymus Pauling regverdig die resonansie teorie, en later sy mede-werkers openbaar die essensie van tendense in chemiese reaksies.
14. 1936 Nylon gesintetiseer.
15. Van 1930-1940. AE Arbuzov gee aanleiding tot die ontwikkeling organofosforsamestellings wat die basis vir die produksie van plastiek, farmaseutiese, en insekdoders is.
16. 1960 Academicus Nesmeyanov met studente het die eerste sintetiese kos in die laboratorium.
17. 1963 Du Vinho ontvang insulien, wat is 'n groot stap vorentoe in medisyne.
18. 1968 Indiese HG Koran daarin geslaag om 'n eenvoudige gene wat gehelp het in die ontcijferen die genetiese kode te kry.

So, die belangrikheid van organiese chemie in mense se lewens bloot kolossale. Plastiek, polimere, vesel, verf en vernis, rubber, rubber, PVC materiaal, polipropileen en poliëtileen, en baie ander moderne stowwe, waarsonder vandag is eenvoudig nie moontlik lewe, komplekse pad na sy ontdekking. Honderde wetenskaplikes het hul jare se harde werk het, so daar was 'n algemene geskiedenis van die ontwikkeling van organiese chemie.

Die moderne stelsel van organiese verbindings

Gedoen 'n groot en moeilike pad na die ontwikkeling van organiese chemie, en nou staan nie stil. Daar is meer as 10 Mill. Connections, en hierdie getal is aan die toeneem elke jaar. Daar is dus 'n sistematiese rangskikking struktuur van stowwe wat ons organiese chemie gee. Klassifikasie van organiese verbindings word in die tabel.

Die klas van verbindings	strukturele kenmerke	Die algemene formule
Koolwaterstowwe (wat bestaan uit net koolstof en waterstof)	versadigde (net sigma bindend.); onversadigde (sigma en pi kommunikasie.); asikliese; sikliese.	Alkane C n H 2n + 2; Alkene, sikloalkane C n H 2n; Alkyne, alkadienes, C n H 2n-2; Arena C 6 H 2n-6.
Stowwe wat verskillende hetero-atome in die hoofgroep	halogene; OH groep (alkohole en fenole); groepering ROR (eters).	R-Hal; R-OH; ROR.
karbonielverbindings	aldehiede; ketone; Quinones.	RC (H) = O
Verbindings wat 'n karboksielgroep	karboksielsuur; esters.	R-COOH; R-COOR.
Verbindings wat swawel, stikstof of fosfor in die molekule	Kan sikliese of asikliese wees	-
organometaalverbindings	Koolstof direk gekoppel is aan die ander element, maar nie waterstof	C-E
organometaalverbindings	Koolstof gebind aan die metaal	Met-Me
heterosikliese verbindings	In-struktuur gebaseer siklus met lede van die skeef	-
natuurlike stowwe	Groot polimeermolekules waaruit die natuurlike verbindings	proteïene, nukleïensure, aminosure, alkaloïede en dies meer. d.
polimere	Stowwe met 'n hoë molekulêre gewig, wat gebaseer is op monomeriese eenhede	N (-RRR-)

Die studie van die hele verskeidenheid van stowwe en reaksies waarin hulle ingaan, en is die onderwerp van organiese chemie vandag.

Tipes chemiese bindings in organiese stowwe

Vir enige verbindings gekenmerk elektronnostaticheskie interaksies binne die molekules, wat tot uiting kom in die teenwoordigheid van organiese n kovalente verbinding polêre en nie-polêre kovalente bindings. Die organometaalverbindings kan swak ioniese interaksie vorm.

Kovalente polêre kommunikasie voorkom tussen die C-C deur te reageer alle organiese molekules. Kovalente polêre interaksies kenmerkend vir verskillende nie-metaal atome in die molekule. Byvoorbeeld, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Dit is alles te danke aan die organiese chemie, wat bestaan vir die vorming van verbindings.

Variasies in die verbindings van die formules organiese

Die mees algemene formules vir die aantal lede van 'n verbinding genoem empiriese. Sulke formules bestaan vir elk van die anorganiese stof. Maar wanneer dit kom by die opstel van formules in organiese chemie, het die wetenskaplikes tot 'n paar probleme in die gesig staar. In die eerste plek, die gewig van baie van hulle, honderde, of selfs duisende. Dit is moeilik om die empiriese formule bepaal vir so 'n groot stof. Daarom, met die tyd was daar 'n verdeling van organiese chemie as organiese analise. Sy stigters beskou navorsers Liebig, Wöhler, Gay-Lussac en Berzelius. Hulle, saam met die werke van A. M. Butlerova, geïdentifiseer die bestaan van isomere - verbindings wat dieselfde kwalitatiewe en kwantitatiewe samestelling het, maar verskil in struktuur en eienskappe van die molekule. Dit is waarom die struktuur van organiese verbindings vandag uitgespreek is nie empiriese en strukturele volledige of gekondenseerde struktuurformule.

Hierdie strukture - kenmerkend en kenmerkende eienskap van wat is die organiese chemie. Die formules is geskryf met behulp van koppeltekens, is 'n chemiese binding. bv sal butaan gekondenseerde struktuurformule die vorm het CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. Volle struktuurformule wat al chemiese bindings teenwoordig in die molekule.

Ook is daar 'n metode van opname molekulêre formules van organiese verbindings. Hy lyk dieselfde as die empiriese uit anorganiese. Vir butaan, byvoorbeeld, sal dit wees: C ₄ H _10. Dit wil sê, die molekulêre formule gee 'n idee net oor die kwalitatiewe en kwantitatiewe samestelling van die mengsel. Strukturele kenmerk van die band in die molekule, sodat dit gebruik kan word om toekomstige gedrag en chemiese eienskappe van die stof te voorspel. Dit is die eienskappe wat organiese chemie het. Formules geskryf in enige vorm, elkeen van hulle is waar.

Tipes reaksies in organiese chemie

Daar is 'n sekere klassifikasie van die tipe van organiese chemie reaksies plaasvind. En 'n paar van hierdie klassifikasie, op verskillende gronde. Dink aan die belangrikste is.

Meganismes van chemiese reaksies in die metodes van inbraak en band vorming:

• of homolytic radikale;
• heterolytic of ioniese.

Die reaksies van die tipes transformasies:

• ketting radikale;
• nukleofiele alifatiese vervanging;
• nukleofiele aromatiese substitusiereaksies;
• eliminasiereaksie;
• elektrofiliese addisiereaksies;
• kondensasie;
• cycli satie;
• elektrofiele substitusie;
• herrangskikking reaksie.

By wyse van afloop reaksie (inleiding) en op die kinetiese orde van die reaksie word ook soms geklassifiseer. Dit is die basiese kenmerke van die reaksies wat organiese chemie het. Die teorie dat die besonderhede van elke loop van 'n chemiese reaksie beskryf, is geopen in die middel van die twintigste eeu, en bevestig en nog aangevul met elke nuwe ontdekking en sintese.

Dit sal opgemerk word dat die algemene organiese chemie reaksies voortgaan onder meer streng voorwaardes as in anorganiese chemie. Dit is te danke aan groter stabilisering van organiese molekules as gevolg van die vorming binne en sterk intermolekulêre bindings. Daarom, byna geen reaksie is volledig sonder die verhoging van die temperatuur, druk of toepassing van die katalisator.

Die moderne definisie van organiese chemie

In die algemeen, die ontwikkeling van organiese chemie aan die gang 'n intensiewe manier vir 'n paar eeue. Dit opgehoopte 'n groot hoeveelheid inligting oor stowwe, hul strukture en reaksies waarin hulle kan aansluit. Gesintetiseer miljoene nuttige en net nodig grondstowwe gebruik in die verskillende velde van wetenskap, tegnologie en industrie. Die konsep van organiese chemie vandag beskou as iets groot en groot, talle en komplekse, diverse en betekenisvol.

Op die oomblik, die eerste definisie van hierdie groot gedeelte van chemie was wat gegee Berzelius: dis chemie dat die stowwe geïsoleerd van organismes bestudeer. Sedertdien het baie tyd verby is, het baie ontdekkings, en besef en openbaar 'n groot aantal prosesse vnutrihimicheskih meganismes. As gevolg hiervan, vandag is daar 'n ander konsep van wat die organiese chemie. Bepaling is dit gegee: die koolstof chemie en van sy verbindings, en hul metodes van sintese.