Harvat ovat miettineet rooliaorgaaninen kemia nykyajan ihmisen elämässä. Mutta se on valtava, sitä on vaikea yliarvioida. Aamusta lähtien, kun ihminen herää ja menee pesemään, ja iltaan asti, kun hän menee nukkumaan, hänen kanssaan on jatkuvasti orgaanisen kemian tuotteita. Hammasharja, vaatteet, paperi, kosmetiikka, huonekalut ja sisustustarvikkeet ja paljon muuta - kaikki tämä antaa meille sen. Mutta kun kaikki oli täysin erilaista, ja orgaanisesta kemiasta tiedettiin hyvin vähän.
Tarkastellaanpa, miten orgaanisen kemian kehityshistoria kehittyi vaiheittain.
1. Kehitysaika XIV-luvulle saakka, nimeltään spontaani.
2. XV - XVII vuosisatoja - kehityksen alku tai iatrokemia, alkemia.
3. Century XVIII - XIX - vitalismin teorian hallitsevuus.
4. XIX - XX vuosisata - intensiivinen kehitys, tieteellinen vaihe.
Tämä kausi merkitsee syntymääkemian käsitteet, alkuperä. Ja alkuperä on peräisin muinaisesta Roomasta ja Egyptistä, joissa erittäin kykenevät asukkaat oppivat uuttamaan väriaineita esineiden ja vaatteiden värjäämiseen luonnollisista raaka-aineista - lehdistä ja kasvivarret. Ne olivat indigo, joka antaa rikkaan sinisen värin, ja alisoriini, joka värittää kirjaimellisesti kaiken mehukkailla ja houkuttelevilla oranssin ja punaisilla sävyillä. Samanaikaisesti eri kansallisuuksien epätavallisen ketterät asukkaat oppivat myös etikan hankkimiseen, alkoholijuomien valmistamiseen sokerista ja tärkkelystä sisältävistä kasviperäisistä aineista.
Tiedetään olevan hyvin yleisiä ruokiaTänä historiallisena ajanjaksona käytössä olivat eläinrasvat, hartsit ja kasviöljyt, joita parantajat ja kokit käyttivät. Ja myös erilaiset myrkyt, jotka tulivat jokapäiväiseen elämään sisäisten suhteiden pääaseena. Kaikki nämä aineet ovat orgaanisen kemian tuotteita.
Mutta valitettavasti sellaisenaan "kemian" käsite ei oletiettyjä aineita ei ole tutkittu ominaisuuksien ja koostumuksen selventämiseksi. Siksi tätä jaksoa kutsutaan spontaaniksi. Kaikki löydöt olivat luonteeltaan vahingossa tapahtuvia, kohdentamattomia. Tämä jatkui ensi vuosisadalle asti.
Itse asiassa se oli 1500--1700-luvuillaesiin suoria ideoita kemian tiede. Tuolloin tutkijoiden työn ansiosta saatiin joitain orgaanisia aineita, keksittiin yksinkertaisimmat laitteet tislaukseen ja sublimaatioon, erityisiä kemiallisia astioita käytettiin aineiden jauhamiseen, luonnontuotteiden erottamiseen ainesosiksi.
Työn pääsuunta oli tuolloinlääke. Halu hankkia tarvittavat lääkkeet johti eteeristen öljyjen ja muiden raaka-aineiden vapautumiseen kasveista. Joten Karl Scheele sai joitain orgaanisia happoja kasvimateriaaleista:
Kasvien tutkimiseen ja näiden happojen eristämiseense vei tutkijalle 16 vuotta (vuosina 1769–1785). Tämä oli kehityksen alku, orgaanisen kemian perusta asetettiin, joka määriteltiin suoraan kemian haarana ja nimettiin myöhemmin (XVIII vuosisadan alku).
Keskiajan samana aikana G.F. Ruel eristetyt virtsahapon kiteet ureasta. Muut kemistit saivat meripihkahappoa meripihkasta, viinihaposta. Käytetään kasvi- ja eläinraaka-aineiden kuivatislausmenetelmää, jonka avulla saadaan etikkahappo, dietyylieetteri ja puualkoholi.
Tämä oli alku orgaanisen kemian teollisuuden intensiiviselle kehitykselle tulevaisuudessa.
XVIII - XIX vuosisatojen orgaanisen kemian on hyvinovat kaksijakoisia: toisaalta on olemassa useita löytöjä, joilla on suuri merkitys. Toisaalta hallitseva vitalismin teoria estää pitkään tarvittavan tiedon ja oikeiden ideoiden kasvua ja kertymistä.
Hän esitteli tämän teorian käyttöön ja nimitti tärkeimmänJens Jacobs Berzelius, joka samalla antoi itse orgaanisen kemian määritelmän (tarkka vuosi ei ole tiedossa, joko 1807 tai 1808). Tämän teorian mukaan orgaanisia aineita voi muodostua vain elävissä organismeissa (kasveissa ja eläimissä, mukaan lukien ihmiset), koska vain elävillä olennoilla on erityinen "elintärkeä voima", joka sallii näiden aineiden tuottamisen. Samaan aikaan on täysin mahdotonta saada orgaanisia aineita epäorgaanisista aineista, koska ne ovat elottomia, palamattomia tuotteita ilman vis vitalista.
Sama tiedemies ehdotti ensimmäistäkaikkien tuolloin tunnettujen yhdisteiden luokittelu epäorgaanisiksi (elävät, kaikki aineet kuten vesi ja suola) ja orgaanisiksi (elävät, kuten oliiviöljy ja sokeri). Berzelius oli myös ensimmäinen, joka määritteli erityisesti orgaanisen kemian. Määritelmä kuulosti tältä: tämä on kemian ala, joka tutkii elävistä organismeista eristettyjä aineita.
Tänä aikana tutkijat suorittivat orgaanisten aineiden muuntamisen epäorgaanisiksi helposti esimerkiksi polttamisen aikana. Käänteismuutosten mahdollisuudesta ei kuitenkaan toistaiseksi tiedetty mitään.
Kohtalo oli tyytyväinen siihen, että Jens Berzeliusin opiskelija Friedrich Wöhler osallistui opettajansa teorian romahtamiseen.
Saksalainen tiedemies työskenteli syanidiyhdisteiden parissaja yhdessä kokeista hän pystyi saamaan virtsahapon kaltaisia kiteitä. Huolellisemman tutkimuksen tuloksena hän vakuuttui siitä, että hän todella onnistui saamaan orgaanista ainetta epäorgaanisesta aineesta ilman vis vitalisia. Niin skeptinen kuin Berzelius oli, hänen täytyi myöntää tämä kiistaton tosiasia. Tämä oli ensimmäinen isku vitalistisiin näkemyksiin. Orgaanisen kemian kehityshistoria alkoi saada vauhtia.
Vehlerin menestys innoitti 1700-luvun kemistit,siksi alkoi laajamittaisia testejä ja kokeita orgaanisten aineiden saamiseksi keinotekoisissa olosuhteissa. Useita sellaisia synteesejä, joilla on ratkaiseva ja suuri merkitys, on saatu aikaan.
Kaikki nämä löydöt ovat määrittäneet orgaanisen aiheenkemia - hiili ja sen yhdisteet. Lisätutkimusten tarkoituksena oli tutkia orgaanisten aineiden kemiallisten reaktioiden mekanismeja, luoda vuorovaikutusten sähköinen luonne ja ottaa huomioon yhdisteiden rakenne.
Orgaanisen kemian kehityksen historia kurssin aikanaaika muuttui yhä enemmän. Monien tutkijoiden työ molekyylien, reaktioiden ja systeemien sisäisten prosessien mekanismeista on tuottanut hedelmällisiä tuloksia. Joten vuonna 1857 Friedrich Kekule kehittää valenssiteoriaa. Hän on myös velkaa suurimmat ansiot - aromaattisen hiilivetybenseenin molekyylin rakenteen löytämisen. Samalla AM Butlerov muotoili yhdisteiden rakenneteorian määräykset, joissa hän viittaa hiilen neliarvoisuuteen sekä isomerismin ja isomeerien olemassaolon ilmiöön.
V.V.Markovnikov ja A.M.Zaitsev kaivaa syvemmälle orgaanisen aineen reaktiomekanismien tutkimiseen ja muotoilee useita sääntöjä, jotka selittävät ja vahvistavat nämä mekanismit. Vuosina 1873-1875. I. Vislicenus, Van't Hoff ja Le Belle tutkivat atomien spatiaalista sijoittumista molekyyleissä, löytävät stereoisomeerien olemassaolon ja heistä tulee koko tieteen - stereokemian - perustajia. Monet erilaiset ihmiset ovat olleet mukana luomassa orgaanisen alan kenttää, joka meillä on tänään. Siksi orgaanisen kemian tutkijat ansaitsevat huomiota.
1800- ja 1900-lukujen loppu on maailmanlaajuisten löydösten aika lääkkeissä, maaleissa ja lakoissa sekä kvanttikemiassa. Harkitse löytöjä, jotka ovat tuottaneet orgaanisen kemian enimmäisarvon.
Siksi orgaanisen kemian merkitys vuonnaihmisten elämä on yksinkertaisesti valtava. Muovit, polymeerit, kuidut, maalit ja lakat, kumit, kumit, PVC-materiaalit, polypropyleenit ja polyetyleenit ja monet muut nykyaikaiset aineet, joita ilman elämä on yksinkertaisesti mahdotonta nykyään, ovat kulkeneet vaikean polun löytöihinsä. Sadat tutkijat tekivät monivuotisen huolellisen työnsä muodostaakseen yhteisen historian orgaanisen kemian kehityksestä.
Kuljettuaan valtavan ja vaikean kehityspolun,orgaaninen kemia ei pysy paikallaan tänään. Yli 10 miljoonaa yhteyttä tunnetaan, ja tämä määrä kasvaa vuosittain. Siksi on olemassa tietty systemaattinen rakenne aineiden järjestelylle, jonka orgaaninen kemia antaa meille. Orgaanisten yhdisteiden luokitus on esitetty taulukossa.
| Yhteysluokka | Rakenteen ominaisuudet | Yleinen kaava |
| Hiilivedyt (koostuvat vain hiili- ja vetyatomista) |
| Alkaanit CnX2n + 2; Alkaanit, sykloalkaanit CnX2n; Alkiinit, alkadieenit CnX2n-2; Areenat C6X2n-6. |
| Aineet, jotka sisältävät erilaisia heteroatomeja pääryhmässä |
| R-Hal; R-OH; R-O-R. |
| Karbonyyliyhdisteet |
| R-C (H) = O |
| Yhdisteet, jotka sisältävät karboksyyliryhmän |
| R-COOH; R-COOR. |
| Yhdisteet, jotka sisältävät rikkiä, typpeä tai fosforia molekyylissä | Voi olla syklinen ja asyklinen | - |
| Orgaaniset elementtiyhdisteet | Hiili sitoutuu suoraan toiseen elementtiin, ei vetyyn | S-E |
| Organometalliset yhdisteet | Hiili on sitoutunut metalliin | S-Me |
| Heterosykliset yhdisteet | Rakenne perustuu jaksoon, jossa on heteroatomeja | - |
| Luonnolliset aineet | Suuret polymeerimolekyylit, joita löytyy luonnollisista yhdisteistä | proteiinit, nukleiinihapot, aminohapot, alkaloidit jne. |
| Polymeerit | Aineet, joilla on korkea molekyylipaino ja jotka perustuvat monomeeriyksiköihin | n(-R-R-R-) |
Orgaanisen kemian aihe on nykyään kaikkien niiden aineiden ja reaktioiden tutkimus, joihin ne pääsevät.
Kaikille yhteyksille on tunnusomaistaelektronistaattiset vuorovaikutukset molekyylien sisällä, jotka orgaanisessa aineessa ilmaistaan kovalenttisten polaaristen ja kovalenttien ei-polaaristen sidosten läsnä ollessa. Organometalliyhdisteissä on mahdollista heikko ioninen vuorovaikutus.
C-C: n välillä syntyy kovalentteja ei-polaarisia sidoksiavuorovaikutus kaikissa orgaanisissa molekyyleissä. Kovalenttinen polaarinen vuorovaikutus on ominaista molekyylin eri ei-metallisille atomille. Esimerkiksi C-Hal, C-H, C-O, C-N, C-P, C-S. Nämä ovat kaikki orgaanisen kemian sidoksia, jotka ovat olemassa yhdisteiden muodostamiseksi.
Yleisimmät ilmaisevat kaavatyhdisteen kvantitatiivista koostumusta kutsutaan empiiriseksi. Tällaisia kaavoja on olemassa jokaiselle epäorgaaniselle aineelle. Mutta orgaanisten kaavojen muotoilussa tutkijoilla oli monia haasteita. Ensinnäkin monien heistä massa on satoja tai jopa tuhansia. Tällaisen valtavan aineen empiiristä kaavaa on vaikea määritellä. Siksi ajan myötä ilmestyi sellainen orgaanisen kemian osa kuin orgaaninen analyysi. Tutkijoita Liebig, Wöhler, Gay-Lussac ja Berzelius pidetään sen perustajina. He määrittelivät yhdessä A.M. Butlerovin teosten kanssa isomeerien olemassaolon - aineet, joilla on sama laadullinen ja määrällinen koostumus, mutta jotka eroavat molekyylin rakenteesta ja ominaisuuksista. Siksi orgaanisten yhdisteiden rakennetta ei nykyään ilmaista empiirisen, vaan rakenteellisen täydellisen tai rakenteellisen lyhennetyn kaavan avulla.
Nämä rakenteet ovat tyypillisiä ja erottuviaominaisuus, jolla orgaanisella kemialla on. Kaavat kirjoitetaan viivoilla, jotka osoittavat kemialliset sidokset. esimerkiksi butaanin lyhennetty rakennekaava on CH3 - CH2 - CH2 - CH3... Täydellinen rakennekaava näyttää kaikki molekyylin kemialliset sidokset.
On myös tapa kirjoittaa orgaanisten yhdisteiden molekyylikaavat. Se näyttää samalta kuin empiirinen epäorgaanisessa. Esimerkiksi butaanille se on seuraava: С4H10... Eli molekyylikaava antaa ideanvain yhdisteen laadullisesta ja kvantitatiivisesta koostumuksesta. Rakenteelliset sidokset luonnehtivat molekyylin sidoksia, joten niitä voidaan käyttää ennustamaan aineen tulevia ominaisuuksia ja kemiallista käyttäytymistä. Nämä ovat ominaisuuksia, joita orgaanisella kemialla on. Kaavat kirjoitetaan missä tahansa muodossa, kukin niistä katsotaan oikeiksi.
Orgaanisessa kemiassa on tietty luokitus tapahtuvien reaktiotyyppien mukaan. Lisäksi tällaisia luokituksia on useita eri kriteerien mukaan. Tarkastellaan tärkeimpiä.
Kemiallisten reaktioiden mekanismit sidosten rikkomisen ja muodostamisen menetelmillä:
Reaktiot muunnostyypin mukaan:
Menetelmällä reaktion (aloituksen) aloittamiseksi jakineettinen järjestys myös joskus reaktiot luokitellaan. Nämä ovat orgaanisen kemian reaktioiden pääpiirteet. Teoria, joka kuvaa kunkin kemiallisen reaktion kulun yksityiskohdat, löydettiin jo 1900-luvun puolivälissä, ja se vahvistetaan ja täydennetään tähän päivään jokaisella uudella löydöksellä ja synteesillä.
On huomattava, että yleensä reaktiot orgaanisissaedetä ankarammissa olosuhteissa kuin epäorgaanisessa kemiassa. Tämä johtuu orgaanisten yhdisteiden molekyylien suuremmasta stabiloitumisesta johtuen intra- ja molekyylien välisten vahvojen sidosten muodostumisesta. Siksi käytännössä mikään reaktio ei ole täydellinen ilman lämpötilan, paineen nostamista tai katalyytin käyttöä.
Orgaanisen kemian kehitys eteni yleensäintensiivinen matka monien vuosisatojen ajan. Aineista, niiden rakenteista ja reaktioista, joihin ne voivat päästä, on kerätty valtava määrä tietoa. Miljoonia hyödyllisiä ja yksinkertaisesti välttämättömiä raaka-aineita on syntetisoitu ja käytetty tieteen, tekniikan ja teollisuuden eri aloilla. Orgaanisen kemian käsite ymmärretään nykyään suureksi ja suureksi, lukuisaksi ja monimutkaiseksi, monipuoliseksi ja merkittäväksi.
Kerran ensimmäinen määritelmä tälle suurellekemia oli Berzeliusin antama: kemia tutkii organismeista eristettyjä aineita. Tuosta hetkestä on kulunut paljon aikaa, monia löytöjä on tehty ja suuri joukko intrakemiallisten prosessien mekanismeja on toteutettu ja paljastettu. Tämän seurauksena tänään on erilainen käsite siitä, mikä orgaaninen kemia on. Määritelmä annetaan sille seuraavasti: tämä on hiilen ja kaikkien sen yhdisteiden kemia sekä niiden synteesimenetelmät.
