Предмет органічної хімії. Теорія хімічної будови органічних речовин
Органічна хімія - це розділ хімічної науки, в якому вивчаються сполуки углeрода - будова, властивості, способи одержання і практичного використання.
З'єднання, до складу яких входить вуглець, називаються органічними.
Органічні речовини, створені людиною
Природні органічні речовини
Крім вуглецю, вони майже завжди містять водень, досить часто - кисень, азот і галогени, рідше - фосфор, сірку і інші елементи. Однак сам вуглець і деякі найпростіші його сполуки, такі як оксид вуглецю (II), оксид вуглецю (IV), вугільна кислота, карбонати, карбіди, за характером властивостей відносяться до неорганічних сполук. Тому часто використовується і інше визначення:
Органічні сполуки - це вуглеводні (сполуки вуглецю з воднем) і їх похідні.
формули будови
Завдяки особливим властивостям елемента вуглецю, органічні сполуки дуже численні. На сьогоднішній день налічується близько 18 млн органічних сполук.
Органічні речовини були відомі нашим предкам задовго до нашої ери. Вони отримували барвники (індиго, пурпур, марена), оцет і спирт (при бродінні виноградного соку), мило (при обробці жирів рослинною золою і вапном), крохмаль, цукор і багато інших органічні речовини.
Як наука органічна хімія до середини XVIII століття не існувала. На той час розрізняли три види хімії: хімію тварин, рослинну і мінеральну. Хімія тварин вивчала речовини, що входять до складу тваринних організмів; рослинна - речовини, що входять до складу рослин; мінеральна - речовини, що входять до складу неживої природи.
Цей принцип, однак, не дозволяв відокремити органічні речовини від неорганічних. Наприклад, бурштинова кислота відносилася до групи мінеральних речовин, так як її отримували перегонкою викопного бурштину, поташ входив до групи рослинних речовин, а фосфат кальцію - в групу тварин речовин, так як їх отримували прокаливанием відповідно рослинних (деревина) і тварин (кістки) матеріалів .
Серед вчених в той час панувало віталістичних світогляд, згідно з яким органічні сполуки утворюються тільки в живому організмі під впливом особливої, надприродної «життєвої сили».
Це означало, що отримати органічні речовини шляхом синтезу з неорганічних неможливо, що між органічними і неорганічними сполуками лежить непереборна прірва. Віталізм настільки зміцнився в умах учених, що довгий час не було ніяких реальних спроб синтезу органічних речовин.
Становлення органічної хімії як самостійної науки відбулося на початку XIX століття, коли були синтезовані перші органічні речовини.
Вперше поняття про органічні речовини і про органічної хімії ввів шведський учений Я. Берцеліус. У своєму підручнику хімії Берцеліус (1827) висловлює переконання, що «... в живій природі елементи коряться іншим законам, ніж в неживій» і що органічні речовини не можуть утворюватися під впливом звичайних фізичних і хімічних сил, але вимагають для свого утворення особливої « життєвої сили ». Органічну хімію він і визначив, як хімію рослинних і тваринних речовин.
Вперше синтез органічних сполук в лабораторії вдалося здійснити німецькому вченому Ф.Велеру:
У 1824 році при гідролізі диціану він отримав щавлеву кислоту, що виділяється до цього з рослин:
У 1828 при нагріванні ціановокислого амонію (цианат амонію) отримав сечовину - продукт життєдіяльності живих організмів:
У 1842 р М.М. Зінін отримав анілін відновленням нітробензолу, поклавши тим самим початок анілінокрасочной промисловості:
У 1845 р німецький хімік А. Кольбе синтезував оцтову кислоту.
У 1854 р француз М. Бертло синтезував речовини, що відносяться до жирів.
У 1861 р російський вчений А.М. Бутлеров синтезував речовини, що відносяться до класу цукрів.
Вирішальна роль у створенні теорії будови органічних сполук належить великому російському вченому Олександру Михайловичу Бутлерову .
19 вересня 1861 року на хімічній секції 36-го З'їзду німецьких природознавців і лікарів в Шпейере А.М.Бутлеров оприлюднив її в доповіді «Про хімічному будову речовини».
Розвитку теорії будови сприяли роботи Кекуле, Кольбе, Купера, Жерара і Вант-Гоффа. Однак їх теоретичні положення не носили загального характеру і служили в основному цілям пояснення експериментального матеріалу.
Теорія хімічної будови органічних сполук
Основні положення теорії хімічної будови органічних сполук були сформульовані професором Казанського університету А. М. Бутлеров в 1861 р
1. Атоми в молекулах з'єднуються в строго визначеному порядку відповідно до валентністю елементів.
2. Властивості речовин залежать не тільки від їх кількісного і якісного складу, але і від того, в якому порядку з'єднані атоми в молекулах, тобто від хімічної будови.
3. Атоми в молекулах взаємно впливають один на одного.
4. Властивості речовин визначаються їх будовою, і, навпаки, знаючи будову, можна прогнозувати властивості.
5. Хімічна будова речовин може бути встановлено хімічними методами.
Навчальний фільм «Бутлеров А.М. і теорія будови органічних сполук »
