Historio pri la evoluo de organika kemio. La temo kaj graveco de organika kemio

Malmultaj pensis pri la rolo de organika kemio en la vivo de la moderna viro. Sed estas grandega, estas malfacile superstari ĝin. Ekde la mateno, kiam persono vekas kaj iras por lavi kaj ĝis la vespero, kiam li enlitiĝas, ĉiun minuton li akompanas la produktojn de organika kemio. Dika brusto, vesto, papero, kosmetikaĵoj, mebloj kaj internaĵoj kaj multe pli - ĉio ĉi donas al ni ĝin. Sed iam ĉio estis tute malsama, kaj malmulta estis konata pri organika kemio.

Ni konsideru, kiel la historio de la disvolviĝo de organika kemio evoluigis laŭgrade.

1. La periodo de evoluo ĝis la 14-a jarcento, nomata spontanea.

2. XV - 17a jarcento - la komenco de evoluo aŭ jatrohimiya, alkemio.

3. 18a jarcento - 19a - regado de la teorio de vitalismo.

4. 19a - 20a jarcento - intensiva disvolviĝo, scienca stadio.

Komenco aŭ Elementa etapo de la formado de la kemio de organikaj komponaĵoj

Ĉi tiu periodo implicas la tre originon de la koncepto de kemio, fontoj. Kaj la fontoj reiras al Antikva Romo kaj Egiptio, en kiuj tre kapablaj loĝantoj lernis akiri kolorojn por pentri objektojn kaj vestojn el naturaj unuaj materioj - folioj kaj tigoj de plantoj. Ili estis indigo, donante riĉan bluan koloron kaj alizolinon, pentrante ĉion laŭvorte en dolĉaj kaj allogaj ombroj de oranĝo kaj ruĝa. Nekutime lertaj loĝantoj de diversaj nacioj samtempe lernis ricevi vinagron, por fari alkoholajn trinkaĵojn el sukero kaj amelo, kiuj enhavas substancojn de vegetala origino.

Oni scias, ke la plej oftaj produktoj uzataj en ĉi tiu historia periodo estis bestoj de grasoj, rezinoj kaj vegetalaj oleoj, uzataj de kuracistoj kaj kuracistoj. Kaj ankaŭ en la uzo de dense inkludis diversajn venenojn, kiel la ĉefa armilo de internaj rilatoj. Ĉiuj ĉi tiuj substancoj estas produktoj de organika kemio.

Sed, bedaŭrinde, kiel tia, la koncepto de "kemio" ne ekzistis, kaj la studo de specifaj substancoj por klarigi la proprietojn kaj komponadon ne okazis. Sekve, ĉi tiu periodo nomas spontanea. Ĉiuj eltrovoj estis hazarda, ne-intenca naturo de ĉiutaga graveco. Ĉi tio daŭris ĝis la sekva jarcento.

La periodo de iatrokemio estas promesplena komenco de evoluo

Efektive ĝi estis en la deksesa kaj deksepa jarcentoj, kiuj direktas ideojn pri kemio kiel scienco ekaperi. Tra la laboro de sciencistoj iam estis akirita organikaj substancoj inventis simplan aparaton por destilación kaj sublimación de substancoj uzis specialan kemiaj vazoj por disbatanta substancoj al la disiĝo de naturaj produktoj ingrediencoj.

La ĉefa direkto de tiu laboro estis medicino. La deziro akiri la necesajn kuracilojn kondukis al la fakto ke esencaj oleoj kaj aliaj unuaj materioj estis ĉerpitaj de la plantoj. Do Karl Scheele ricevis iujn organikajn acidojn el plantaj unuaj materioj:

• Apple;
• Citrono;
• Galo;
• Lakto;
• Oxala.

Ĝi prenis 16 jarojn por studi plantojn kaj la izoladon de ĉi tiuj acidoj por la sciencisto (de 1769 ĝis 1785). Ĉi tio estis la komenco de evoluo, fondiĝis la fundamentoj de organika kemio, kiu, rekte kiel sekcio de kemio, estis difinita kaj nomata poste (frua 18-a jarcento).

Dum la sama periodo de la mezepoko, GF Ruel izolis kurojn de ureo de acida úrico. Aliaj kemiistoj akiris succinic acidon de ambro, tartara acido. En komuna uzo estas la metodo de seka distilado de plantoj kaj bestoj krudaj materialoj, danke al kiu acetika acido, dieetila ether, ligna alkoholo estas akirita.

Ĉi tio estis la komenco de la intensiva evoluo de la organika kemia industrio en la estonteco.

Vis vitalis, aŭ "Viva forto"

18a - 19a jarcentoj por organika kemio estas tre duoble: unuflanke ekzistas kelkaj malkovroj, kiuj havas grandan gravecon. Aliflanke, dum longa tempo la kresko kaj amasigo de necesaj scioj kaj ĝentilaj reprezentoj estas malhelpita de la reganta teorio de vitalismo.

Ĉi tiu teorio estis enkondukita kaj nomumita fare de la ĉefa Jens Jacobs Berzelius, kiu samtempe donis la saman difinon de organika kemio (la ĝusta jaro estas nekonata, ĉu 1807 aŭ 1808). Laŭ la dispozicioj de ĉi tiu teorio, organikaj substancoj povas formi nur en vivantaj organismoj (plantoj kaj bestoj, inkluzive de homoj), ĉar nur en vivantaj estaĵoj ekzistas speciala "esenca forto" kiu permesas produkti ĉi tiujn substancojn. Kvankam ĝi estas tute neebla akiri organikaĵon de neorganikaj substancoj, ĉar ili estas produktoj de inanimaj naturoj, nekompreneblaj, sen vis vitalis.

Ĉi tiu sama scienculo proponis la unuan klasifikon de ĉiuj komponaĵoj konataj en la tempo por neorganikaj (ne vivantaj, ĉiuj substancoj kiel akvo kaj saloj) kaj organikaj (vivantaj, tiuj, kiuj estas kiel oleo kaj sukero). Ankaŭ Berzelius estis la unua en specifa specifa kia organika kemio. La difino sonis tiel: ĝi estas sekcio de kemio kiu studas substancojn izolitajn de vivantaj organismoj.

Dum ĉi tiu periodo, scienculoj facile efektivigis la transformon de organikaj substancoj en neorganikan, ekzemple, dum brulado. Tamen, nenio sciis pri la ebleco de reverŝaj transformoj ankoraŭ.

Fate plaĉis forigi ĝin por ke ĝi estu la studento de Jens Berzelius, Friedrich Weller, kiu kontribuis al la komenco de la kolapso de la teorio de sia instruisto.

La germana scienculo laboris pri komponaĵoj de cianidoj kaj en unu el la eksperimentoj li povis akiri kristalojn similajn al acida úrico. Kiel konsekvenco de pli profunda studo, li estis konvinkita, ke li vere sukcesis akiri organikan materion de la neorganika sen ajna ajn vitalismo. Malgraŭ tio Berzelius estis skeptika, li devis akcepti ĉi tiun nekredeblan fakton. Ĉi tio estis la unua bato al la vitalismaj vidpunktoj. La historio de la disvolviĝo de organika kemio komencis gajni momenton.

Kelkaj malkovroj, kiuj disbatis la vitalismon

La sukceso de Wöhler inspiris la kemiistojn de la 18-a jarcento, kaj sekve ĝi komencis vastajn provojn kaj eksperimentojn por akiri organikajn substancojn en artefaritaj kondiĉoj. Tiaj sintezoj, kiuj estas de decida kaj plej granda graveco, estis faritaj plurajn fojojn.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe kiu estis lernanto Wöhler, sukcesas simpla inorganics C, H _2, ho ₂ multistage totala sintezo akiri acida acético, kio estas organika materialo.
2. 1812. Constantine Kirchhoff sintezis glukozon de amelo kaj acida.
3. 1820 Henry Braconno denaturigis la proteinon kun acida kaj tiam traktis la miksaĵon kun nitrico kaj akiris la unu el 20 sintezitaj aminoácidos, glicino.
4. 1809 Michel Chevrel studis la komponadon de grasoj, provante disigi ilin en siaj komponantoj. Kiel rezulto, li ricevis grasajn acidojn kaj glicerinon. 1854, Zhan Bertlo daŭrigis operacion Chevrel Glycerol kaj varmigita kun stearic acido. La rezulto estas dika, ĝuste ripetante la strukturon de naturaj komponaĵoj. Poste li sukcesis akiri aliajn grasojn kaj oleojn, kiuj estis iomete malsamaj en strukturo de molekuloj de naturaj analogoj. Tio estas, li pruvis la eblecon akiri novajn organikajn komponaĵojn de granda graveco en la laboratorio.
5. J. Berthelot sintezis metanon de hidrogena sulfuro (H2S) kaj karbona disulfido (CS2).
6. En 1842 Zinin povis sintezi anilinon, tinkturon de nitrobenzeno. Poste li sukcesis akiri multajn anilinajn tinkturojn.
7. A. Bayer kreas sian propran laboratorion, kiu okupas aktivan kaj sukcesan sintezon de organikaj tinkturoj similaj al naturaj: alizarin, indigo, antroquinone, xanthene.
8. 1846 Sintezo de nitroglicerina al la scienca Sobrero. Ĝi ankaŭ disvolvis teorion de tipoj, kiu diras ke la substancoj estas similaj al iuj de la neorganikaj kaj ili povas akiri anstataŭante al la atomoj de hidrogeno en la strukturo.
9. 1861 AM Butlerov sintezis sacarinon substancon de formalino. Li ankaŭ formulis la provizojn de la teorio de la kemia strukturo de organikaj komponaĵoj, kiuj ankoraŭ estas nun gravaj.

Ĉiuj ĉi tiuj malkovroj determinis la temon de organika kemio - karbono kaj ĝiaj komponaĵoj. Pliaj malkovroj celis studi la mekanismojn de kemiaj reagoj en organikaĵoj, sur la starigo de la elektronika intereso kaj pri la strukturo de komponaĵoj.

La dua duono de la 19a kaj 20a jarcento - la tempo de tutmondaj kemiaj malkovroj

La historio de la disvolviĝo de organika kemio jam travivis pli grandajn ŝanĝojn laŭlonge de la tempo. La laboro de multaj sciencistoj pri la mekanismoj de internaj procezoj en molekuloj, en reagoj kaj sistemoj donis fruktodonajn rezultojn. Tiel, en 1857 Friedrich Kekule disvolvas la teorion de valencia. Ĝi ankaŭ apartenas al la granda merito - la malkovro de la strukturo de la molekuloj de la Aromatoj benzeno. Al la sama tempo, Butlerov formulis la poziciojn de la teorio de la strukturo de komponaĵoj, en kiuj li notas la kvadrativon de karbono kaj la fenomeno de la ekzisto de izomerismo kaj izomeroj.

VV Markovnikov kaj AM Zaitsev profundigas sian studadon pri la mekanismoj de reagoj en organika materio kaj formulas kelkajn regulojn, kiujn ĉi tiuj mekanismoj klarigas kaj konfirmas. En 1873 - 1875 jaroj. Wislicenus, Vant-Goff kaj Le Bel studas la spacian aranĝon de atomoj en molekuloj, malkovras la ekziston de stereoisomers kaj fariĝas la fondintoj de tuta scienco-stereĥemia. Multaj malsamaj homoj partoprenis krei la areon de organikaĵoj, kiujn ni havas hodiaŭ. Sekve, sciencistoj de organika kemio meritas atenton.

La finoj de la 19a kaj 20a jarcentoj estas la tempoj de tutmondaj malkovroj en farmaktiko, pentrarto kaj varniga industrio, kvantuma kemio. Ni konsideru la malkovrojn, kiuj provizis la maksimuman valoron de organika kemio.

1. 1881 M. Konrad kaj S-ro. Gudseyt sintezis anesthetikojn, veronajn kaj salikajn acidojn.
2. 1883 L. Knorr ricevis antipirinon.
3. 1884 F. Stoll ricevis la piramidonon.
4. En 1869 la fratoj Hyatt ricevis la unuan artefaritan fibron.
5. 1884 D. Eastman sintezis celuloidan filmon.
6. 1890. Kupro amonia fibro L. Depassi estis akirita.
7. En 1891 Charles C. Cross kaj liaj kolegoj ricevis viscose.
8. 1897 F. Miescher kaj Buchner fondis la teorion de biologia oxidación (ĉelo-libera fermentado estis malkovrita kaj enzimoj kiel la biocatalysts).
9. 1897 F. Misher malkovris nukleajn acidojn.
10. La komenco de la 20-a jarcento estas la nova kemio de organoelementaj komponaĵoj.
11. 1917 Lewis malkovris la elektronikan naturon de la kemia ligo en molekuloj.
12. 1931. Hückel estas la fondinto de kvantumaj mekanismoj en kemio.
13. 1931-1933 Lymus Pauling pravigas la teorion de resono, kaj poste liaj kunlaborantoj malkaŝas la esencon de direktoj en kemiaj reagoj.
14. En 1936 nailono sinteziĝis.
15. 1930-1940 AE Arbuzov okazigas la disvolviĝon de organofosforaj komponaĵoj, kiuj estas la bazo por produktado de plastoj, drogoj kaj insektikidoj.
16. 1960 Akademiulo Nesmeyanov kun siaj studentoj kreas la unuan sintezman manĝon en la laboratorio.
17. 1963 Du Vinhu ricevas insulinon, kiu estas granda paŝo antaŭen en medicino.
18. 1968 Hinda HG Korano kapablis akiri simplan genon, kiu helpis en deĉifri la genetikan kodon.

Tiel, la graveco de organika kemio en homoj estas simple grandega. Plastoj, polimeroj, fibroj, pentraĵoj kaj barnizaj produktoj, kaŭĉukoj, kaŭĉuko, PVC-materialoj, polipropilenoj kaj polietilenoj kaj multaj aliaj modernaj substancoj, sen kiuj la vivo nur ŝajnas ebla hodiaŭ, trapasis malfacilan vojon al sia malkovro. Centoj da sciencistoj faris multajn jarojn da dolora laboro por disvolvi komunan historion pri la evoluo de organika kemio.

Moderna sistemo de organikaj komponaĵoj

Farinte grandan kaj kompleksan vojon en evoluo, organika kemio ankoraŭ ne staras. Pli ol 10 milionoj da rilatoj estas konataj, kaj ĉi tiu nombro kreskas ĉiun jaron. Sekve, ekzistas certa sistemigita strukturo de la situo de substancoj kiujn organika kemio donas al ni. Klasifiko de organikaj komponaĵoj estas prezentita en la tablo.

Konekto klaso	Trajtoj de la strukturo	La ĝenerala formulo
Hidrokarbonoj (formitaj nur de karbono kaj hidrogenaj atomoj)	Saturita (nur sigma St.); Senatenebla (sigma kaj pi sv.); Akikligo; Cikla.	Alcanos C n H 2n + 2; Alquenos, cycloalkanes C n H 2n; Alquinos, alkadienes, C n H 2n-2; Arena C 6 H 2n-6.
Substancoj enhavantaj diversajn heteroatomojn en la ĉefa grupo	Halogenos; Grupo OH (alkoholes kaj fenoloj); grupiĝo ROR (eteroj).	R-Hal; R-OH; ROR.
Karbonilaj komponaĵoj	Aldehidoj; Ketonoj; Quinones.	RC (H) = O
Kombinaĵoj enhavantaj karsonila grupo	Akraj karboxilaj; Esters.	R-COOH; R-COOR.
Kombinaĵoj enhavantaj sulfuron, nitrogenon aŭ fosforon en la molekulo	Povas esti cikla kaj akikla	-
Organoelementaj Kombinaĵoj	La karbono estas ligita rekte al alia elemento, ne hidrogeno	C-E
Organometalaj komponaĵoj	Karbono estas ligita al metalo	C-Min
Heterocyclic Kombinaĵoj	Ĉe la kerno de la strukturo estas ciklo kun komponantoj de heteroatomoj	-
Naturaj substancoj	Grandaj polimeroj de molekuloj kiuj formas parton de naturaj komponaĵoj	Proteinoj, acidoj nucleicos, aminoácidos, alcaloides, ktp.
Polimeroj	Substancoj kun granda molekula pezo, kiuj estas bazitaj sur monomeroj	n (-RRR-)

La studo pri la tuta vario de substancoj kaj reagoj, al kiuj ili eniras, kaj estas la temo de organika kemio ĝis nun.

Tipoj de kemiaj ligoj en organikaj substancoj

Por iuj komponaĵoj, elektron-statikaj interagoj ene de molekuloj estas karakterizaj, kiuj en organika materio estas esprimitaj ĉe ĉeesto de kovalentaj polusaj kaj kovalentaj nepolaj ligoj. Inorganikaj kombinaĵoj, la formado de malforta ionika interago eblas.

Kovalentaj ne polusaj komunikado okazas inter la C-C reagante ĉiuj organikaj molekuloj. La kovalenta polusa interago estas karakteriza por malsamaj nemetalaj atomoj en la molekulo. Ekzemple, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Ĉi tiuj estas ĉiuj ligiloj en organika kemio, kiu ekzistas por formado de komponaĵoj.

Varioj de formuloj de substancoj en organika

La plej oftaj formuloj esprimantaj la kvanton de komponaĵo estas nomata empírica. Tiaj formuloj ekzistas por ĉiu neorganika substanco. Sed kiam ĝi venis al komponado de formuloj en organikaĵoj, scienculoj alfrontis multajn problemojn. Unue, la amaso de multaj el ili estas kalkulita en centoj aŭ eĉ miloj. Estas malfacile determini la empirikan formulon por tia granda substanco. Sekve, laŭlonge de la tempo, aperis tia sekcio de organika kemio kiel organika analizo. Liaj fondintoj estas sciencistoj Libich, Weller, Gaja-Lussac kaj Berzelius. Ili, kune kun la verkoj de AM Butlerov, determinis la ekziston de izomeroj - substancoj, kiuj havas la saman kvalitikan kaj kvanton, sed diferencas en la strukturo de la molekulo kaj proprietoj. Tial la strukturo de organikaj komponaĵoj esprimas hodiaŭ ne kiel empirikan sed kiel struktura kompleta aŭ struktura mallongigita formulo.

Ĉi tiuj strukturoj estas karakteriza kaj distinga trajto de organika kemio. Formuloj estas skribitaj per dashes indikantaj kemiajn ligojn. ekz-e, butano densigita struktura formulo havos la formon CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. La kompleta struktura formulo montras ĉiujn kemiajn ligojn ĉeestas en la molekulo.

Ekzistas ankaŭ maniero skribi molekulajn formulojn de organikaj komponaĵoj. Ĝi aspektas same kiel la empírico de la neorganika. Por butano, ekzemple, ĝi estos: C ₄ H _10. Tio estas, la molekula formulo donas nur ideon pri la kvalita kaj kvanta komponado de la komponaĵo. Strukturaj karakterizaĵoj karakterizas la interligojn en la molekulo, tial eblas antaŭdiri la estontajn proprietojn kaj kemiajn kondutojn de la substanco de ili. Ĉi tiuj estas la trajtoj kiujn organika kemio havas. Formuloj estas skribitaj en iu ajn formo, ĉiu el ili estas konsiderata ĝentila.

Tipoj de reagoj en organika kemio

Ekzistas certa klasifiko de organika kemio laŭ la tipo de reagoj kiuj okazas. Plie, ekzistas kelkaj tiaj klasifikoj, laŭ diversaj kriterioj. Konsideru la ĉefajn.

Mekanismoj de kemiaj reagoj per rompo kaj ligo:

• Homolita aŭ radikala;
• Heterolítica aŭ jónica.

Reagoj per tipoj de transformoj:

• Radikala ĉeno;
• Anstataŭo alifática nucleikilico;
• Anstataŭo aromático nucleikilico;
• Reagoj de elimini;
• Konekto electrofilíaca;
• Condensado;
• Biciklado;
• Anstataŭigo electrofílica;
• Reagrupaj reagoj.

Per la maniero deĉenigita la reago (iniciato) kaj la kinetika ordo, kelkfoje la reagoj ankaŭ klasifikas. Ĉi tiuj estas la ĉefaj trajtoj de la reagoj kiujn organika kemio havas. La teorio priskribanta la detalojn pri la kurso de ĉiu kemia reago estis malkovrita meze de la 20-a jarcento kaj estas konfirmita kaj kompletigita kun ĉiu nova malkovro kaj sintezo.

Oni devas rimarki, ke ĝenerale, la reagoj en organikaj okazas sub pli severaj kondiĉoj ol en neorganika kemio. Ĉi tio estas pro pli granda stabiligo de molekuloj de organikaj komponaĵoj pro la formado de internaj kaj intermolekulaj fortaj interligoj. Sekve, preskaŭ neniu reago povas fari sen pliigi la temperaturon, premon aŭ aplikon de la katalizilo.

Moderna difino de organika kemio

Ĝenerale, la evoluo de organika kemio estis intensiva dum pluraj jarcentoj. Granda amaso da informoj pri la substancoj, iliaj strukturoj kaj reagoj, al kiuj ili povas eniri, amasigas. Milionoj da utilaj kaj simple necesaj unuaj materioj uzataj en diversaj kampoj de scienco, teknologio kaj industrio estis sintezitaj. La koncepto de organika kemio hodiaŭ estas perceptita kiel io grandioza kaj granda, multnombra kaj kompleksa, diversa kaj grava.

En unu momento, la unua difino de ĉi tiu granda sekcio de kemio estis kio Berzelius donis: ĝi estas kemio kiu studas substancojn izolitajn de organismoj. Ekde tiu tempo pasis multe da tempo, multaj eltrovoj estis faritaj kaj granda nombro da mekanismoj de interkemiaj procezoj estis realigitaj kaj malkaŝitaj. Pro ĉi tio, hodiaŭ ekzistas malsama koncepto, kio estas organika kemio. Difino de ĝi estas donita ĉi: ĝi estas la kemio de karbono kaj ĉiuj ĝiaj komponaĵoj, kaj ankaŭ metodoj por ilia sintezo.