Ang kasaysayan ng mga organic kimika. Ang paksa at ang halaga ng Organic Chemistry

Ilang mga tao sa tingin tungkol sa kung ano ay ang papel na ginagampanan ng organic kimika sa ang buhay ng mga modernong tao. Ngunit ito ay malaking, ito ay mahirap na ang kalkula. Sa umaga, kapag ang isang tao wakes up at napupunta sa hugasan, at na rin sa gabi, kapag siya napupunta sa kama, siya patuloy na samahan ang mga produkto ng organic kimika. Sipilyo ng ngipin, pananamit, papel, mga pampaganda, furniture at panloob na disenyo, at marami pang iba - lahat ng ito ay nagbibigay sa amin ito. Ngunit sa sandaling ito ay hindi ang kaso, at sa organic kimika malaman napakakaunting.

Ipaalam sa amin makita kung paano umunlad sunud-sunod na kasaysayan ng organic kimika.

1. Ang panahon ng pag-unlad hanggang sa XIV siglo, tinatawag na natural.

2. XV - XVII siglo - ang simula ng pag-unlad o iatrochemistry alchemy.

3. Century XVIII - XIX - ang pangingibabaw ng teorya ng kasiglahan.

4. XIX - XX siglo - masinsinang pag-unlad, pang-agham stage.

Simulan o natural na yugto ng pag-unlad ng organic kimika

phase na ito ay binubuo ng napaka-paglitaw ng mga konsepto ng mga kemikal na pinagmulan. At ang mga pinagmulan pumunta bilang malayo likod bilang sinaunang Roma at Ehipto, na kung saan ay napaka-capable residente natutunan upang gumawa ng tina para sa pangkulay bagay at mga damit mula sa natural na raw materyales - mga dahon at Nagmumula ng mga halaman. Ang mga ay ang indigo, na nagbibigay ng malalim na asul na kulay, at alizorin paglamlam literal ang lahat ng juicy at kaakit-akit shades ng kulay kahel at pula. Hindi karaniwang nimble mga naninirahan sa iba't ibang mga nationalities sa parehong oras din natutunan kung paano makakuha ng suka, upang gumawa ng mga espiritu mula sa sucrose at almirol-naglalaman ng mga sangkap ng halaman pinanggalingan.

Ito ay kilala na ang isang napaka-pangkaraniwan pagkain sa application ng mga makasaysayang panahon na ito ay taba ng hayop, gulay mga kuwadro at resins na ginagamit sa pamamagitan ng chefs at healers. At din sa araw-araw na buhay ng iba't-ibang mga lason ay mahigpit tulad ng relasyon ang pangunahing armas vnutriusobnyh. Ang lahat ng mga sangkap ay produkto ng organic kimika.

Ngunit, sa kasamaang-palad, sa gayon, ang konsepto ng "kimika" ay hindi umiiral, at ang pag-aaral ng mga tiyak na sangkap sa pagkakasunud-sunod upang linawin ang mga katangian at komposisyon ay hindi magaganap. Samakatuwid, panahon na ito ay tinatawag na kusang-loob. Ang lahat ng mga discoveries ay random, unfocused likas na katangian ng mga halaga ng consumer. Ito ay nagpatuloy hanggang sa susunod na siglo.

iatrochemistry panahon - isang promising start-unlad

Sa katunayan, ito ay sa XVI - XVII siglo ay nagsimulang sumulpot direktang representasyon ng kimika bilang science. Sa pamamagitan ng gawain ng mga siyentipiko sa ilang oras na nakuha organic sangkap imbento simpleng kasangkapan para sa paglilinis at pangingimbabaw ng sangkap na ginagamit ng isang espesyal na sasakyang-dagat kemikal para sa pagdurog sangkap sa paghihiwalay ng natural ingredients produkto.

Ang pangunahing pokus ng oras na iyon ay ang gamot. Ang pagnanais na makuha ang mga kinakailangang mga gamot ay humantong sa ang katunayan na ang halaman tumayo essential oils at iba pang mga raw ingredients. Kaya, Karl Scheele ay nakuha ang ilang mga organic acids mula sa gulay raw materyales:

• malic;
• lemon;
• makapranses;
• gatas;
• oxalic.

Sa pag-aaral ng mga halaman at ang allocation ng mga acids siyentipiko kinuha 16 taon (1769-1785). Ito ay ang simula ng pag-unlad, ang mga patibayan ng organic kimika, na kung saan ay direkta bilang isang sangay ng kimika ay nakilala at pinangalanan mas bago (unang bahagi ng siglo XVIII).

Sa parehong panahon Middle GF highlight Rueil crystals ng urik acid mula sa yurya. Iba pang mga chemist succinic acid ay natamo mula sa amber, tartaric acid. Sa karaniwang gamit ay nagsasama ng isang paraan ng dry paglilinis ng halaman at hayop na materyales, sa pamamagitan ng kung saan ay nakuha ng suka acid, diethyl eter, kahoy alak.

Kaya nagsimula ang masinsinang pag-unlad ng organic industriya kemikal sa hinaharap.

Vis Vitalis, o "buhay na puwersa"

XVIII - XIX siglo para sa organic kimika ay napaka-dalawang-fold: sa isang kamay, may mga isang bilang ng mga tuklas na mayroon napakalaking halaga. Sa kabilang, ang isang mahabang panahon, ang paglago at akumulasyon ng mga kaugnay na kaalaman at tamang ideya inhibited ang nangingibabaw na teorya ng kasiglahan.

Ang teoryang ito ay inimbento at binalangkas ang pangunahing Jens Jakobs Berzelius, na sabay na siya ang nagbigay, at ang mga kahulugan ng organic kimika (ang eksaktong taon ay hindi kilala, o 1807, o 1808). Ayon sa mga probisyon ng teorya na ito, ang mga organic na sangkap na maaring mabuo lamang sa buhay na organismo (mga halaman at mga hayop, kabilang ang mga kawani na tao), pati na ang tanging buhay ng tao'y magkaroon ng isang espesyal na "buhay na puwersa" na nagbibigay-daan ang mga sangkap na ginawa. Habang tulagay sangkap makakuha ng organic ganap na imposible, dahil ang mga ito na mga produkto walang buhay, non-nasusunog, walang vis vitalis.

Ang parehong mga siyentipiko unang pag-uuri ng lahat ng mga kilalang sa panahon ng compounds sa inorganic (non-living, ang lahat ng mga sangkap tulad ng tubig at asin) at organic (live, yaong tulad ng olive oil at asukal) ay iminungkahi. Gayundin Berzelius unang itinalagang partikular na tulad ng organic kimika. Pagpapasiya ay: isang seksyon ng kimika na nag-aaral ang mga sangkap na nakuha mula sa mga buhay na organismo.

Sa panahong ito, siyentipiko madaling ipinatupad conversion ng mga organic compounds sa tulagay, hal, sa pamamagitan ng combustion. Gayunman, ang posibilidad ng reconversion ng anumang bagay na ay hindi pa kilala.

Suwerte ay ito, na ito ay estudyante sa Jens Berzelius Fridrih Veler nag-ambag sa simula ng pagbagsak ng teorya ng kanyang guro.

German scientist pagtatrabaho sa cyanide compounds at sa isa sa mga eksperimento na isinasagawa upang makuha crystals namamahala Katulad sa urik acid. Bilang isang resulta, ang isang mas masusing pag-aaral niya natagpuan na talagang pinamamahalaang upang makakuha ng organic matter mula sa tulagay, nang walang anumang vis vitalis. Gaano man may pag-aalinlangan Berzelius, siya ay sapilitang sa umamin na ito hindi maikakaila katotohanan. Kaya ito ay Aaksyunan ang unang dagok sa vitalistic tanawin. Ang kasaysayan ng mga organic kimika ay nagsimulang upang makakuha ng momentum.

Ilang discoveries, durog kasiglahan

Wöhler tagumpay ay inspirasyon chemist ng XVIII siglo, sa gayon ay nagsimulang malawakang pagsusuri at mga eksperimento upang makuha organic matter sa vitro. Ang ganitong mga syntheses na kritikal at pinakamahalagang naging ilang.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe na kung saan ay nag-aaral Wöhler, namamahala simpleng inorganics C, H _2, O ₂ palapag kabuuang synthesis upang makakuha ng suka acid, na kung saan ay isang organic na materyales.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom ipinatupad asukal synthesis mula sa almirol at acid.
3. 1820 Anri Brakonno denatured protina acid at pagkatapos ay ginagamot sa nitrik acid at ang pinaghalong na nakuha mula sa unang 20 amino acids na-synthesize sa ibang pagkakataon - glycine.
4. 1809 Michel Chevreul-aral ng komposisyon ng taba, sinusubukan upang hatiin ang mga ito sa kanyang elektor bahagi. Bilang isang resulta, natanggap niya mataba acids at gliserol. 1854, Zhan Bertlo patuloy na operasyon Chevrel gliserol at pinainit na may stearic acid. Resulta - taba, eksakto ulit ang istraktura ng natural na compounds. Mamaya, siya pinamamahalaang upang makakuha ng at iba pang mga taba at mga kuwadro, na kung saan ay bahagyang naiiba sa molecular istraktura mula sa natural na analogues. Iyon ay nagpakita ang posibilidad ng pagkuha ng bagong organic compounds ng malaking kahalagahan sa laboratoryo.
5. J. Berthelot synthesized methane mula sa hydrogen sulfide _(H2S) at carbon disulfide (CS _2).
6. 1842 Zinin nagawang upang synthesize ang aniline mula nitrobenzene dye. Mamaya siya ay pinamamahalaang upang makakuha ng isang bilang ng mga aniline Mga tina.
7. A. Bayer ay lumilikha ng sarili nitong laboratoryo, na kung saan ay naging aktibo at matagumpay na synthesis ng organic dyes, katulad sa natural na: elisarin, indigoid, antrohinonovye, xanthene.
8. 1846 synthesis ng nitroglycerin siyentipiko Sobrero. binuo niya ang isang uri ng teorya, na nagsasabing sangkap na katulad ng ilan sa mga tulagay at maaaring maging handa sa pamamagitan ng pagpapalit hydrogen atoms sa istraktura.
9. 1861 A. M. Butlerov synthesized pangpatamis ng pormalin. Sila ay formulated sa pamamagitan ng mga probisyon ng teorya ng mga kemikal na istraktura ng organic compounds may-katuturang hanggang sa kasalukuyan araw.

Ang lahat ng mga napag-alaman nakilala ang mga paksa ng organic kimika - carbon at compounds nito. Ang karagdagang tuklas na nakatutok sa mga mekanismo ng reaksyon kemikal sa organic kimika, upang magtatag ng likas na katangian ng mga electronic na pakikipag-ugnayan, at sa istraktura ng compounds.

Ang ikalawang kalahati ng XIX at XX siglo - isang panahon ng pandaigdigang tuklas kemikal

Ang kasaysayan ng mga organic kimika sa paglipas ng panahon ay undergone lahat ng mga malalaking pagbabago. Magtrabaho maraming mga siyentipiko sa ibabaw ng mga mekanismo ng panloob na proseso sa mga molecule, mga reaksyon at mga sistema ay may yielded mabunga resulta. Kaya, sa 1857, Friedrich Kekule binuo ang teorya ng valence. Ito rin ay kabilang sa mga dakilang kahalagahan - ang pagtuklas ng istraktura ng mga molecule ng aromatic hydrocarbon bensina. Kasabay A. M. Butlerov formulated ang teorya ng istraktura na posisyon ng mga compounds na kung saan tumuturo sa carbon tetravalence at ang mga palatandaan ng pag-iral ng isomers, at isomers.

VV Markovnikov at A. M. Zaytsev bungkalin ang pag-aaral ng mga mekanismo reaksyon sa organic matter at bumalangkas ng isang hanay ng mga patakaran na ipaliwanag ang mga mekanismo at kumpirmahin. Sa 1873 - 1875 taon. I. Wislicenus, Van't Hoff at Le Bel pag-aralan ang spatial-aayos ng mga atoms sa molecules, ibunyag ang pagkakaroon ng stereo-isomers, at ang mga ninuno ng buong science - stereochemistry. Ang isang pulutong ng mga iba't ibang mga tao na kasangkot sa paglikha ng mga larangan ng organic kimika, kung saan mayroon kaming ngayon. Samakatuwid, organic kimika, siyentipiko ay kapansin-pansin.

Ang dulo ng XIX at XX siglo - isang panahon ng pandaigdigang pagtuklas sa pharmaceutical industriya, industriya ng pintura, kuwantum kimika. Isaalang-alang ang pagbubukas, upang matiyak maximum na halaga ng organic kimika.

1. 1881 Conrad M. at M. Gudtseyt synthesized anesthetics, veronal at selisilik acid.
2. 1883 L. Knorr natanggap antipyrine.
3. 1884 F. Stoll Kaka pyramidon.
4. 1869 Hyatt kapatid got ang unang gawa ng tao hibla.
5. 1884 D. Eastman synthesized celluloid film.
6. 1890 natanggap cuprammonium fiber L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross at ang kanyang mga kasamahan Kaka rayon.
8. 1897 F. Miescher at Buchner itinatag ang teorya ng biological oksihenasyon (cell-free fermentation ay natuklasan at enzymes bilang ang biocatalysts).
9. 1897 F. Miescher natuklasan nucleic acids.
10. Ang simula ng XX siglo - ang bagong kimika ng organometallic compounds.
11. 1917 Lewis binuksan ang electronic likas na katangian ng kemikal na bono sa mga molecule.
12. 1931 Hückel - founder ng quantum mekanismo sa kimika.
13. Of 1931-1933. Laymus Pauling justifies ang hugong teorya, at sa ibang pagkakataon ang kanyang mga katrabaho ibunyag ang kakanyahan ng mga trend sa kemikal reaksyon.
14. 1936 Naylon synthesized.
15. Of 1930-1940. AE Arbuzov ay nagbibigay sa pagtaas sa pag-unlad ng organophosphorus compounds na kung saan ay ang batayan para sa produksyon ng mga plastik, mga gamot, at mga kulisap.
16. 1960 Academician Nesmeyanov kasama ng mga estudyante nilikha ang unang synthetic food sa laboratoryo.
17. 1963 Du Vinho pagtanggap ng insulin, na kung saan ay isang malaking hakbang pasulong sa gamot.
18. 1968 Indian HG Qur'an pinamamahalaang upang makakuha ng isang simpleng gene na nakatulong sa deciphering ang genetic code.

Kaya, ang kahalagahan ng organic kimika sa buhay ng mga tao lamang napakalaki. Plastics, polymers, fibers, paints at varnishes, goma, goma, PVC materyales, polypropylene at polyethylene, at marami pang ibang mga makabagong sangkap, nang walang kung saan sa araw na ito ay hindi lamang na posible na buhay, kumplikadong landas na kanyang pagtuklas. Daan-daang mga siyentipiko ay nakagawa ng kanilang mga taon ng hirap sa trabaho, kaya doon ay isang pangkalahatang kasaysayan ng pag-unlad ng organic kimika.

Ang mga modernong sistema ng mga organic compounds

Ang pagkakaroon ng ginawa ng isang malaking at mahirap na landas sa pag-unlad ng organic kimika, at ngayon ay hindi pa rin tumayo. Mayroong higit sa 10 Mill. Connections, at ang bilang na ito ay ang pagtaas sa bawat taon. Samakatuwid, mayroong isang sistematikong arrangement istraktura ng sangkap na nagbibigay sa amin organic kimika. Pag-uuri ng mga organic compounds ay iniharap sa table.

Ang klase ng mga compounds	estruktural katangian	Ang pangkalahatang formula
Hydrocarbons (binubuo ng mga lamang ng carbon at hydrogen atoms)	saturated (tanging palatandaan umiiral.); unsaturated (palatandaan at pi komunikasyon.); acyclic; paikot.	Alkanes C n H 2n + 2; Alkenes, cycloalkanes C n H 2n; Alkynes, alkadienes, C n H 2n-2; Arena C 6 H 2n-6.
Sangkap na naglalaman ng iba't-ibang mga hetero atom sa pangunahing pangkat	halogens; OH group (alcohols at phenols); pagpapangkat ROR (eter).	R-Hal; R-OH; ROR.
carbonyl compounds	aldehydes; ketones; quinones.	RC (H) = O
Compounds na naglalaman ng isang carboxyl group	carboxylic acid; esters.	R-COOH; R-COOR.
Compounds na naglalaman ng sulfur, nitrogen o posporus sa Molekyul	Maaaring maging cyclic o acyclic	-
organometallic compounds	Carbon bonded nang direkta sa iba pang mga elemento, ngunit hindi hydrogen	C-E
organometallic compounds	Carbon bonded sa metal	Sa-Akin
heterocyclic compounds	Sa istraktura-based na cycle sa mga miyembro ng heteroatoms	-
natural na sangkap	Malaki polimer molecules na bumubuo sa natural na compounds	protina, nucleic acids, amino acids, alkaloids at iba pa. d.
polymers	Sangkap pagkakaroon ng isang mataas na molekular timbang, na kung saan ay batay sa mga monomeric units	n (-RRR-)

Ang pag-aaral ng buong iba't-ibang mga sangkap at reaksyon na kung saan sila ipasok, at ang paksa ng organic kimika araw na ito.

Mga uri ng Bonds kemikal sa organic na sangkap

Para sa anumang mga compounds nailalarawan sa pakikipag-ugnayan elektronnostaticheskie sa loob ng mga molecule, na kung saan ay ipinahayag sa presensya ng organics covalent polar at non-polar covalent Bonds. Ang organometallic compounds ay maaaring bumuo ng mahina ionic pakikipag-ugnayan.

Covalent nonpolar komunikasyon maganap sa pagitan ng C-C sa pamamagitan ng reacting lahat ng organic molecules. Covalent polar mga pakikipag-ugnayan na katangian para sa iba't ibang-nonmetal atoms sa Molekyul. Halimbawa, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Ito ay ang lahat dahil sa ang organic kimika, na umiiral para sa pormasyon ng compounds.

Pagkakaiba-iba sa mga compounds ng formula organics

Ang pinaka-karaniwang mga formula para sa bilang ng mga miyembro ng isang tambalan na tinatawag na mula sa obserbasyon. Ang ganitong mga formula na umiiral para sa bawat isa sa mga tulagay sangkap. Ngunit kapag ito ay dumating sa pagguhit up formula sa organic kimika, ang mga siyentipiko ay may sa mukha ng ilang mga problema. Una, ang bigat ng marami sa kanila, daan-daan, o kahit libo-libo. Ito ay mahirap upang matukoy ang empirical formula para sa mga naturang isang malawak na substansiya. Samakatuwid, sa oras na nagkaroon ng isang pagkahati ng organic kimika bilang organic pagtatasa. tagapagtatag nito isinasaalang-alang mananaliksik Liebig, Wöhler, Gay-Lussac at Berzelius. Sila, kasama ang mga gawa ng A. M. Butlerova, kinilala ang pagkakaroon ng isomers - compounds na may parehong ng husay at dami komposisyon, ngunit naiiba sa istraktura at mga katangian ng Molekyul. Iyon ay kung bakit ang istraktura ng organic compounds na ipinahayag sa araw na ito ay hindi mula sa obserbasyon at structural kumpleto o letse-structural formula.

Ang mga istruktura - katangi at katangi-tanging tampok ng kung saan ay ang organic kimika. Ang mga formula ay isinulat gamit ang mga gitling, ay isang chemical bond. hal, gasolinang condensed structural formula ay magkakaroon anyo CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. Buong structural formula nagpapakita ng lahat ng mga kemikal na bono naroroon sa Molekyul.

Din diyan ay isang paraan ng pagtatala ng molecular formula ng mga organic compounds. Siya asta kapareho ng empirical mula sa tulagay. Para sa butane, halimbawa, ito ay magiging: C ₄ H _10. Iyon ay, ang molecular formula ay nagbibigay ng isang ideya lamang tungkol sa husay at nabibilang na komposisyon ng tambalan. Structural magpakilala ang bond sa Molekyul, upang maaari nilang magamit upang mahulaan ang mga hinaharap na pag-uugali at kemikal na mga katangian ng mga sangkap. Ito ang mga tampok na may organic kimika. Formula ay nakasulat sa anumang anyo, ang bawat isa sa mga ito ay totoo.

Mga uri ng mga reaksyon sa organic kimika

May ay isang tiyak na pag-uuri ng mga uri ng organic kimika reaksyon nagaganap. At ang ilan sa mga pag-uuring, sa iba't ibang grounds. Isaalang-alang ang pangunahing mga bago.

Mekanismo ng reaksyon kemikal sa mga paraan ng paglabag at bond formation:

• o homolytic radikal;
• heterolytic o ionic.

Ang reaksyon ng mga uri ng transformations:

• chain radikal;
• nucleophilic aliphatic pagpapalit;
• nucleophilic aromatic pagpapalit;
• aalis reaksyon;
• electrophilic karagdagan;
• paghalay;
• cyclization;
• electrophilic paghalili;
• pagbabago ng ayos reaksyon.

Sa pamamagitan ng paraan ng run reaction (pagsisimula) at sa kinetic-sunod ng mga reaksyon ay minsan ring nakategorya. Narito ang mga pangunahing tampok ng mga reaksyon na may organic kimika. Ang teorya na naglalarawan sa mga detalye ng bawat kurso ng isang kemikal reaksyon, ay nabuksan sa gitna ng XX siglo, at nakumpirma at pupunan pa rin sa bawat bagong pagtuklas at synthesis.

Dapat ito ay nabanggit na ang pangkalahatang organic kimika reaksyon ay magpatuloy sa ilalim ng mas mahigpit na mga kondisyon kaysa sa tulagay kimika. Ito ay dahil sa mas mataas na-stabilize ng organic molecules dahil sa ang formation loob at malakas intermolecular ugnayan. Samakatuwid, halos walang reaksyon ay kumpleto nang walang pagtataas ng temperatura, presyon o application ng katalista.

Ang modernong kahulugan ng Organic Chemistry

Sa pangkalahatan, ang pag-unlad ng organic kimika pagpunta sa isang intensive na paraan para sa ilang mga siglo. Ito ay naipon isang malaking halaga ng impormasyon tungkol sangkap, ang kanilang istruktura at reaksyon sa kung saan sila ay maaaring sumali. Synthesized milyon-milyong mga kapaki-pakinabang at simpleng kinakailangan raw materyales na ginamit sa iba't-ibang larangan ng agham, teknolohiya at industriya. Ang konsepto ng organic kimika sa araw na ito ay nakita bilang isang bagay na kagalang-galang at malaki, marami at mahirap unawain, magkakaiba at makabuluhan.

Sa oras, ang unang kahulugan ng mga ito mahusay na seksyon ng kimika ay kung ano ang ibinigay Berzelius: ikaw ang kimika na nag-aaral ang mga sangkap ihiwalay mula sa mga organismo. Simula noon, karaming oras ang lumipas, maraming natuklasan, at natanto at isiwalat ang isang malaking bilang ng mga proseso vnutrihimicheskih mekanismo. Bilang isang resulta, ngayon doon ay isang iba't ibang mga konsepto ng kung ano ang organic kimika. Pagpapasiya ng ito ay ibinigay: ang carbon kimika at sa mga compounds nito, at ang kanilang mga pamamaraan ng synthesis.