Образовательный блог - Рефераты, курсовые, дипломные

Історія органічної хімії

Способи отримання різних органічних речовин були відомі ще з давнини. Єгиптяни і римляни використовували барвники індиго іалізарин, що містяться в рослинах. Багато народів знали секрети виробництва спиртних напоїв і оцту з сировин, які містять цукор ікрохмаль.

За часів середньовіччя до цих знань нічого не додалося, деякий прогрес почався тільки в XVI–XVII століттях: були отримані деякі речовини, в основному шляхом перегонки певних рослинних продуктів. У 1769–1785 роках Шеєле виділив кілька органічних кислот, таких

як яблучна, лимонна, винна, галова, молочна і щавлева. У 1773 році Руель виділив з людської сечі сечовину.

Виділені з тваринної або рослинної сировини продукти мали між собою багато спільного, але відрізнялися від неорганічних сполук. Так виник термін «Органічна хімія» — розділ хімії, котрий вивчає речовини, виділені з організмів (визначення Берцеліуса, 1807 р.).

Однак, цю ідею було спростовано в 1828 році, коли німецький дослідник Фрідріх Велер вперше синтезував сечовину (яка є біологічноважливою органічною речовиною) шляхом випаровування водного розчину типової неорганічної солі, ціанату амонію NH₄OCN. Ця дата часто вважається початком органічної хімії як наукової дисципліни. Але справжнє сприйняття органічної хімії як незалежної дисципліни відбулось дещо пізніше, в другій половині XIX ст.

Важливим етапом стала розробка теорії валентності Купером і Кекуле в 1857 році, а також теорії хімічної будови Бутлеровим в 1861році. В основу цих теорій були покладені чотиривалентність Карбону і його здатність до утворення ланцюгів. У 1865 році Кекулезапропонував структурну формулу бензену, що стало одним з найважливіших відкриттів в органічній хімії. У 1875 році Вант-Гофф і Ле Бель запропонували тетраедричну модель атома Карбону, за якою валентності Карбону направлені до вершин тетраедра, якщо атом Карбону помістити в центр цього тетраедра. У 1917 Льюїс запропонував розглядати хімічний зв'язок за допомогою електронних пар.

У 1931 році Хюккель застосував квантову теорію для пояснення властивостей альтернантних ароматичних вуглеводнів, чим заснував новий напрям в органічній хімії —квантову хімію. У 1933 році Інгольд провів вивчення кінетики реакції заміщення біля насиченого атома Карбону, що призвело до масштабного вивчення кінетики більшості типів органічних реакцій.

Предметом вивчення були переважно субстанції біологічного походження. Але науково-технічний прогрес не стояв на місці, і з часом основною матеріальною базою органічної хімії стала кам'яновугільна смола, що виділяється при отриманні коксу прожарюванням кам'яного вугілля. Саме на основі переробки кам'яновугільної смоливкінці XIX століття виник основний органічний синтез. У 50-60 роках XX століття відбувся перехід основного органічного синтезу на нову базу — нафту. Таким чином з'явилася нова галузь хімії — нафтохімія. Величезний потенціал, який був закладений у нову сировину викликав бум в органічній хімії і хімії взагалі. Виникнення та інтенсивний розвиток такої області як хімії полімерів зобов'язана перш за все нової сировинної бази.

Попри те, що сучасна органічна хімія як матеріальну базу і далі використовує сировину біологічного походження і кам'яновугільну смолу, обсяг переробки цих видів хімічної сировини порівняно з переробкою нафти малий. Зміна матеріально-сировинної бази органічної хімії була викликана насамперед можливостями нарощування обсягів виробництва.

Будова органічної речовини

Властивості органічних речовин визначаються не тільки будовою їх молекул, але й числом і характером їх взаємодій із сусідніми молекулами, а також взаємним просторовим розташуванням. Найбільш яскраво ці фактори проявляються у відмінності властивостей речовин, що знаходяться в різних агрегатних станах. Так, речовини, які легко взаємодіють у вигляді газу, можуть зовсім не реагувати в твердому стані, або приводять до інших продуктів. У твердих органічних речовинах, в яких найбільш яскраво проявляються ці фактори, розрізняють органічні кристали і аморфні тіла. Їх описом займається наука «хімія органічного твердого тіла», основу якої пов'язують з ім'ям радянського фізика-кристалографа А. І. Китайгородського. Приклади корисних органічних твердих тіл — органічні люмінофори, різноманітні полімери, сенсори,каталізатори, електропровідники, магніти тощо, рідких — рідкі кристали.

Правила та особливості класифікації

В основі класифікації лежить структура органічних сполук. Основа опису структури — структурна формула. Атоми елементів позначаються латинськими символами, як вони позначені в періодичній таблиці хімічних елементів (таблиці Менделєєва). Водневий і електрон дефіцитний зв'язки позначаються пунктирною лінією, іонний зв'язок позначається зазначенням зарядів частинок, що входять до складу молекули. Оскільки в переважну більшість органічних молекул входить водень, його зазвичай не позначають при зображенні структури, але позначають, якщо він приєднаний до атомів функціональної групи. Отже, якщо в структурі у одного з атомів вуглецю зображена недостатня валентність, значить, біля цього атома розташований один або кілька атомів водню. Атоми можуть утворювати циклічні і ароматичні системи.