Mae hanes cemeg organig. Mae'r pwnc a gwerth Cemeg Organig

Ychydig iawn o feddwl am rôl cemeg organig ym mywyd dyn modern. Ond mae'n enfawr, mae'n anodd ei anwybyddu. Ers y bore, pan fydd rhywun yn deffro ac yn mynd i olchi, ac tan y noson pan fydd yn mynd i'r gwely, bob munud mae'n cyd-fynd â chynhyrchion cemeg organig. Brws dannedd, dillad, papur, colur, dodrefn ac eitemau mewnol a llawer mwy - mae hyn oll yn ein rhoi i ni. Ond unwaith roedd popeth yn gwbl wahanol, ac ychydig oedd yn hysbys am gemeg organig.

Gadewch inni ystyried sut y datblygodd hanes datblygiad cemeg organig gam wrth gam.

1. Y cyfnod datblygu hyd at y XIV ganrif, a elwir yn ddigymell.

2. XV - XVII ganrif - dechrau datblygiad neu, jatrohimiya, alchemy.

3. Canrif XVIII - XIX - dominiad y theori hanfodoldeb.

4. XIX - XX ganrif - datblygiad dwys, cyfnod gwyddonol.

Cam Dechrau, neu Gam elfenol o ffurfio cemeg cyfansoddion organig

Mae'r cyfnod hwn yn awgrymu tarddiad y cysyniad o gemeg, ffynonellau. Ac mae'r ffynonellau yn mynd yn ôl i'r Rhufain Hynafol a'r Aifft, lle roedd trigolion galluog iawn yn dysgu cael colorants ar gyfer peintio gwrthrychau a dillad o ddeunyddiau crai naturiol - dail a choesau planhigion. Roeddent yn indigo, gan roi lliw glas cyfoethog ac alizorin, gan baentio popeth yn llythrennol mewn lliwiau blasus a deniadol oren a choch. Dysgodd trigolion anghyfreithlon egnïol o wahanol genedligrwydd yr un pryd i dderbyn finegr, i wneud diodydd alcoholig o siwgr a sylweddau sy'n cynnwys starts sy'n dod o lysiau.

Mae'n hysbys mai'r cynhyrchion mwyaf cyffredin a ddefnyddiwyd yn y cyfnod hanesyddol hwn oedd brasterau, resinau anifeiliaid ac olewau llysiau, a ddefnyddiwyd gan y meddygon a'r cogyddion. Ac hefyd yn y defnydd o wenwynau amrywiol yn cynnwys dwysedd, fel prif arf cysylltiadau mewnol. Mae'r holl sylweddau hyn yn gynhyrchion cemeg organig.

Ond, yn anffodus, fel y cyfryw, nid oedd y cysyniad o "cemeg" yn bodoli, ac nid oedd astudiaeth o sylweddau penodol er mwyn egluro'r eiddo a'r cyfansoddiad yn digwydd. Felly, caiff y cyfnod hwn ei alw'n ddigymell. Roedd pob darganfyddiad yn natur achlysurol, anhwrpasol o bwysigrwydd bob dydd. Parhaodd hyn tan y ganrif nesaf.

Mae'r cyfnod o iatroemeg yn ddechrau addawol o ddatblygiad

Yn wir, yr oedd yn yr unfed ganrif ar bymtheg a'r unfed ganrif ar bymtheg a ddechreuodd syniadau cemeg fel gwyddoniaeth ddod i'r amlwg. Diolch i waith gwyddonwyr yr amser hwnnw, cafodd rhai sylweddau organig eu dyfeisio, dyfeisiwyd y dyfeisiadau symlaf ar gyfer distylliad a dadleiddio'r sylweddau, defnyddiwyd offer cemegol arbennig ar gyfer malu sylweddau, gan wahanu cynhyrchion natur yn gynhwysion.

Prif gyfeiriad gwaith yr amser hwnnw oedd meddyginiaeth. Roedd yr awydd i gael y meddyginiaethau angenrheidiol yn arwain at y ffaith bod olewau hanfodol a deunyddiau crai eraill yn cael eu tynnu o'r planhigion. Felly, cafodd Karl Scheele rai asidau organig o ddeunyddiau crai planhigion:

• Apple;
• Lemon;
• Gallig;
• Llaeth;
• Oxalig.

Cymerodd 16 mlynedd ar gyfer astudio planhigion ac arwahanu'r asidau hyn i'r gwyddonydd (o 1769 i 1785). Dyma ddechrau'r datblygiad, gosodwyd sylfeini cemeg organig, a oedd, yn union fel cangen o gemeg, wedi'i ddiffinio a'i enwi yn ddiweddarach (dechrau'r 18fed ganrif).

Yn ystod yr un cyfnod o'r Oesoedd Canol, crisialau asid wrig ynysig GF Ruel o urea. Mae fferyllwyr eraill wedi cael asid succinig o amber, asid tartarig. Yn gyffredin, mae'r dull o ddileu deunyddiau crai planhigion ac anifeiliaid yn sych, diolch i ba asid asetig, ether diewdyl, y ceir alcohol pren.

Dyma ddechrau datblygiad dwys y diwydiant cemegol organig yn y dyfodol.

Vis vitalis, neu "Life force"

XVIII - canrifoedd XIX ar gyfer cemeg organig yn ddeublyg iawn: ar y naill law, mae nifer o ddarganfyddiadau sy'n arwyddocaol iawn. Ar y llaw arall, am gyfnod hir mae tyfiant a chasglu'r wybodaeth angenrheidiol a chynrychioliadau cywir yn cael ei rwystro gan y theori amlwg o hanfodoliaeth.

Cyflwynwyd y ddamcaniaeth hon a'i dynodi gan y prif Jens Jacobs Berzelius, a roddodd yr un amser yr un diffiniad o gemeg organig (nid yw'r union flwyddyn yn anhysbys, naill ai 1807 neu 1808). Yn ôl darpariaethau'r theori hon, gall sylweddau organig ffurfio dim ond mewn organebau byw (planhigion ac anifeiliaid, gan gynnwys pobl), gan mai dim ond mewn bodau byw mae yna "rym hanfodol" sy'n caniatáu i'r sylweddau hyn gael eu cynhyrchu. Er ei bod yn hollol amhosibl cael organig o sylweddau anorganig, gan eu bod yn gynhyrchion o natur annymunol, yn anghysbell, heb weledol hanfodol.

Cynigiodd yr un gwyddonydd hwn y dosbarthiad cyntaf o'r holl gyfansoddion a adnabyddir ar y pryd ar gyfer anorganig (nad ydynt yn byw, pob sylwedd fel dŵr a hallt) ac organig (yn byw, y rhai hynny fel olew olewydd a siwgr). Hefyd Berzelius oedd y cyntaf i nodi'n benodol pa femeg organig yw. Swniodd y diffiniad fel hyn: mae'n rhan o gemeg sy'n astudio sylweddau ynysig o organebau byw.

Yn ystod y cyfnod hwn, gwnaed gwyddonwyr yn hawdd i drawsnewid sylweddau organig i mewn i anorganig, er enghraifft, yn ystod hylosgi. Fodd bynnag, ni wyddys dim am y posibilrwydd o drawsnewid traws eto.

Roedd Fate yn falch o'i waredu fel ei fod yn fyfyriwr Jens Berzelius, Friedrich Weller, a gyfrannodd at gychwyn theori ei athrawes.

Gweithiodd gwyddonydd yr Almaen ar gyfansoddion o seianidau ac mewn un o'r arbrofion roedd yn gallu cael crisialau tebyg i asid wrig. O ganlyniad i astudiaeth fwy trylwyr, roedd yn argyhoeddedig ei fod wedi llwyddo i gael mater organig o'r anorganig heb unrhyw vis vitalis. Fodd bynnag, roedd Berzelius lawer yn amheus, roedd yn rhaid iddo gyfaddef y ffaith anhygoel hon. Hwn oedd yr ergyd cyntaf i'r golygfeydd hanfodolistaidd. Dechreuodd hanes datblygu cemeg organig ennill momentwm.

Mae nifer o ddarganfyddiadau sy'n mireinio hanfodoliaeth

Ysbrydolodd llwyddiant Wöhler i fferyllwyr y 18fed ganrif, ac felly dechreuodd brofion eang ac arbrofion i gael sylweddau organig mewn cyflyrau artiffisial. Mae syntheses o'r fath, sydd o bwysigrwydd pwysicaf a mwyaf, wedi'u hymrwymo sawl gwaith.

1. 1845 - Llwyddodd Adolf Kolbe, a oedd yn fyfyriwr Wöhler, i gael asid asetig, sy'n fater organig, o'r sylweddau anorganig syml C, H ₂ , O _{2 gan} synthesis cyflawn multistage.
2. 1812. Cyfunodd Constantine Kirchhoff glwcos o starts a asid.
3. 1820 Henry Braconno anadlu'r protein â asid ac yna'n trin y gymysgedd gydag asid nitrig a chafodd y cyntaf o 20 asid amino synthesis, glinin.
4. 1809 Astudiodd Michel Chevrel gyfansoddiad braster, gan geisio eu rhannu yn eu cydrannau cyfansoddol. O ganlyniad, cafodd asidau brasterog a glyserin. 1854 Parhaodd Jean Berthelot â gwaith Chevrel a glicerin wedi'i gynhesu ag asid stearig. Mae'r canlyniad yn braster, gan ail-adrodd yn union strwythur cyfansoddion naturiol. Yn ddiweddarach llwyddodd i gael brasterau ac olewau eraill, a oedd braidd yn wahanol o ran strwythur moleciwlau o gymalogion naturiol. Hynny yw, profodd y posibilrwydd o gael cyfansoddion organig newydd o bwysigrwydd mawr yn y labordy.
5. J. Berthelot methan synthesized o sylffid hydrogen (H2S) a sylffid carbon (CS2).
6. Yn 1842, roedd Zinin yn gallu syntheseiddio anilin, lliw o nitrobenzen. Yn ddiweddarach llwyddodd i gael nifer o liwiau anilin.
7. Mae A. Bayer yn creu ei labordy ei hun, sy'n ymdrin â synthesis gweithredol a llwyddiannus o lliwiau organig tebyg i rai naturiol: alizarin, indigoid, anthroquinone, xanthene.
8. 1846 synthesis o nitroglycerin i'r gwyddonydd Sobrero. Datblygodd hefyd theori o fathau, sy'n dweud bod sylweddau yn debyg i rai o'r anorganig a gellir eu cael trwy ailosod atomau hydrogen yn y strwythur.
9. Fe wnaeth synthetized sylwedd saccharîn o ffurfiolin 1861 AC Butlerov. Fe luniodd hefyd ddarpariaethau theori strwythur cemegol cyfansoddion organig, sy'n dal yn berthnasol heddiw.

Mae'r holl ddarganfyddiadau hyn wedi penderfynu pwnc cemeg organig - carbon a'i gyfansoddion. Anelwyd darganfyddiadau pellach at astudio mecanweithiau adweithiau cemegol mewn organig, ar sefydlu natur electronig rhyngweithiadau ac ar strwythur cyfansoddion.

Ail hanner y ganrif XIX a XX - amser darganfyddiadau cemegol byd-eang

Mae hanes datblygiad cemeg organig wedi cael mwy o newidiadau erioed dros amser. Mae gwaith llawer o wyddonwyr ar fecanweithiau prosesau mewnol mewn moleciwlau, mewn adweithiau a systemau wedi arwain at ganlyniadau ffrwythlon. Felly, ym 1857, mae Friedrich Kekule yn datblygu theori france. Mae ganddo hefyd y teilyngdod mwyaf - darganfyddiad strwythur moleciwl hydrocarbon aromatig bensen. Ar yr un pryd, bu Butlerov yn llunio sefyllfa theori strwythur y cyfansoddion, lle mae'n cyfeirio at gymaint â phosibl o garbon a ffenomen bodolaeth isomeriaeth a isomers.

Mae VV Markovnikov ac AC Zaitsev yn dyfnhau eu hastudiaeth o fecanweithiau adweithiau mewn mater organig ac yn llunio nifer o reolau y mae'r mecanweithiau hyn yn eu hesbonio a'u cadarnhau. Yn 1873 - 1875 o flynyddoedd. Mae Wislicenus, Vant-Goff a Le Bel yn astudio trefniant gofodol atomau mewn moleciwlau, yn darganfod bodolaeth stereoisomers ac yn dod yn sylfaenwyr gwyddoniaeth gyfan - stereochemistry. Cymerodd llawer o wahanol bobl ran i greu'r ardal organig sydd gennym heddiw. Felly, mae gwyddonwyr cemeg organig yn haeddu sylw.

Mae diwedd y canrifoedd XIX a XX yn adegau darganfyddiadau byd-eang mewn diwydiant fferyllwaith, paent a farnais, cemeg cwantwm. Gadewch i ni ystyried y darganfyddiadau a ddarparodd werth uchaf cemeg organig.

1. 1881 Roedd M. Konrad a M. Gudseyt yn syntheseiddio anesthetig, asid gwreiddiol a salicylic.
2. 1883 Derbyniodd L. Knorr antipyrin.
3. Derbyniodd 1884 F. Stoll y pyramidon.
4. Ym 1869 derbyniodd y brodyr Hyatt y ffibr artiffisial cyntaf.
5. 1884 D. Eastman ffilm celluloid wedi'i synthesi.
6. 1890. Cafwyd ffibr ammoniaidd copr L. Depassi.
7. Yn 1891, cafodd Charles C. Cross a'i gydweithwyr viscose.
8. Sefydlwyd F. Theherr a Buchner ym 1897 a sefydlwyd theori ocsidiad biolegol (darganfuwyd eplesiad ac ensymau heb gelloedd fel biocatalyddion).
9. Daeth 1897 F. Misher i ddarganfod asidau niwcleig.
10. Dechrau'r 20fed ganrif yw cemeg newydd cyfansoddion organoelement.
11. 1917 Darganfu Lewis natur electronig y bond cemegol mewn moleciwlau.
12. 1931. Hückel yw sylfaenydd mecanweithiau cwantwm mewn cemeg.
13. 1931-1933 Mae Lymus Pauling yn cyfiawnhau theori resonance, ac yn ddiweddarach mae ei gydweithwyr yn datgelu hanfod cyfarwyddiadau mewn adweithiau cemegol.
14. Yn 1936 fe'i syntheswyd yn neilon.
15. 1930-1940 Mae AE Arbuzov yn arwain at ddatblygu cyfansoddion organoffosfforws, sy'n sail ar gyfer cynhyrchu plastigau, cyffuriau a phryfleiddiaid.
16. 1960 Mae'r Academi Nesmeyanov gyda'i fyfyrwyr yn creu'r bwyd synthetig cyntaf yn y labordy.
17. 1963 Du Vinhu yn derbyn inswlin, sy'n gam mawr ymlaen mewn meddygaeth.
18. 1968 Roedd Indiaidd HG Koran yn gallu cael genyn syml, a helpodd i ddatgan y cod genetig.

Felly, mae pwysigrwydd cemeg organig ym mywydau pobl yn syml iawn. Mae plastigau, polymerau, ffibrau, cynhyrchion paent a farnais, rwber, rwber, deunyddiau PVC, polypropylenes a polyethylenes a llawer o sylweddau modern eraill, heb fod bywyd yn ymddangos yn bosib heddiw, yn mynd trwy lwybr anodd i'w ddarganfod. Mae cannoedd o wyddonwyr wedi gwneud eu blynyddoedd lawer o waith poenus i ddatblygu hanes cyffredin o ddatblygiad cemeg organig.

System fodern o gyfansoddion organig

Wedi gwneud llwybr anferth a chymhleth wrth ddatblygu, mae cemeg organig yn dal i fod yn dal i fod yn dal. Mae mwy na 10 miliwn o gysylltiadau yn hysbys, ac mae'r nifer hon yn tyfu bob blwyddyn. Felly, mae yna strwythur systematig penodol o leoliad y sylweddau y mae cemeg organig yn eu rhoi i ni. Dosbarthir cyfansoddion organig yn y tabl.

Dosbarth cysylltu	Nodweddion y strwythur	Y fformiwla gyffredinol
Hydrocarbonau (a gyfansoddir yn unig o atomau carbon a hydrogen)	Saturated (dim ond sigma St); Annirlawn (sigma a pi sv.); Acyclig; Cyclic.	Yr alkanau C n H 2n + 2; Alkenau, cycloalcanau C n H 2n; Alkines, alkadienes C n H 2n-2; Arenas C 6 H 2n-6.
Sylweddau sy'n cynnwys heteroatomau amrywiol yn y prif grŵp	Halogenau; Grŵp OH (alcoholau a ffenolau); Grwpio ROR (ethers).	R-Hal; R-OH; ROR.
Cyfansoddion carbonyl	Aldehydes; Ketones; Ceiniogau.	RC (H) = O
Cyfansoddion sy'n cynnwys grŵp carboxyl	Asidau carboxylig; Esters.	R-COOH; R-COOR.
Cyfansoddion sy'n cynnwys sylffwr, nitrogen neu ffosfforws yn y moleciwl	Gall fod yn gylchol ac yn heicligig	-
Cyfansoddion Organoelement	Mae'r carbon wedi'i rhwymo'n uniongyrchol i elfen arall, nid hydrogen	C-E
Cyfansoddion organometallig	Mae carbon yn rhwym i fetel	C-Fi
Cyfansoddion Heterocyclic	Wrth graidd y strwythur mae beic gyda heteroatomau cyfansoddol	-
Sylweddau naturiol	Moleciwlau polymerau mawr sy'n ffurfio rhan o gyfansoddion naturiol	Proteinau, asidau niwcleig, asidau amino, alcaloidau, ac ati
Polymerau	Sylweddau â phwysau moleciwlaidd mawr, sy'n seiliedig ar unedau monomerig	N (-RRR-)

Astudiaeth o'r holl amrywiaeth o sylweddau ac adweithiau y maent yn dod i mewn iddynt, ac mae'n destun cemeg organig hyd yn hyn.

Mathau o fondiau cemegol mewn sylweddau organig

Ar gyfer unrhyw gyfansoddion, mae rhyngweithiadau electron-statig y tu mewn i foleciwlau yn nodweddiadol, sydd mewn mater organig yn cael eu mynegi ym mhresenoldeb bondau polarog a chofalentol anpolar covalent. Cyfansoddion anorganig, mae ffurfio rhyngweithio ïonig gwan yn bosibl.

Cofalent cyfathrebu nonpolar digwydd rhwng C-C trwy adweithio pob moleciwlau organig. Cofalent rhyngweithiadau pegynol nodweddiadol ar gyfer atomau gwahanol-nonmetal yn y moleciwl. Er enghraifft, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Mae hyn i gyd oherwydd y cemeg organig, sy'n bodoli ar gyfer ffurfio cyfansoddion.

Amrywiadau yn y cyfansoddion organig y fformiwlâu

Mae'r fformiwlâu mwyaf cyffredin ar gyfer nifer yr aelodau o gyfansoddyn o'r enw empirig. fformiwlâu o'r fath yn bodoli ar gyfer pob un o'r sylwedd anorganig. Ond pan ddaeth i lunio fformiwlâu mewn cemeg organig, roedd gan y gwyddonwyr i wynebu nifer o broblemau. Yn gyntaf, mae'r pwysau llawer ohonynt, cannoedd, neu hyd yn oed filoedd. Mae'n anodd i benderfynu ar y fformiwla empirig ar gyfer sylwedd mor enfawr. Felly, gydag amser roedd rhaniad o gemeg organig fel dadansoddi organig. Ei sylfaenwyr Ystyriodd ymchwilwyr Liebig, Wöhler, Hoyw-Lussac a Berzelius. Maent, ynghyd â'r gwaith o A. M. Butlerova, a nodwyd bodolaeth isomerau - gyfansoddion sydd â'r un cyfansoddiad ansoddol a meintiol, ond yn wahanol o ran strwythur a nodweddion y moleciwl. Dyna pam y strwythur o gyfansoddion organig a fynegir heddiw yn peidio empirig a strwythurol cyflawn neu tew fformiwla adeileddol.

Mae'r strwythurau hyn - nodweddiadol a nodedig ohonynt yw'r cemeg organig. Mae'r fformiwlâu yn cael eu hysgrifennu gan ddefnyddio llinellau toriad, yn bond cemegol. e.e. bydd bwtan tew fformiwla adeileddol yn cael y ffurflen CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. fformiwla adeileddol llawn yn dangos pob bondiau cemegol sy'n bresennol yn y moleciwl.

Hefyd, mae dull o gofnodi fformiwlâu moleciwlaidd o gyfansoddion organig. Mae'n edrych yr un fath â'r empeiraidd o anorganig. Ar gyfer bwtan, er enghraifft, bydd yn: C ₄ H _10. Hynny yw, mae'r fformiwla foleciwlaidd yn rhoi syniad yn unig am y cyfansoddiad ansoddol a meintiol y cyfansoddyn. Disgrifiwch Strwythurol y bond yn y moleciwl, fel y gellir eu defnyddio i ragfynegi ymddygiad yn y dyfodol ac eiddo cemegol y sylwedd. Mae'r rhain yn y nodweddion sydd wedi cemeg organig. Fformiwlâu yn cael eu hysgrifennu mewn unrhyw ffurf, pob un ohonynt yn wir.

Mathau o adweithiau mewn cemeg organig

Mae dosbarthiad penodol o'r math o adweithiau cemeg organig yn digwydd. Ac mae rhai o'r dosbarthiadau hyn, am resymau gwahanol. Ystyriwch y prif rai.

Mecanweithiau o adweithiau cemegol yn y dulliau o ffurfio torri a bond:

• neu homolytig radical;
• heterolytig neu ionig.

Mae adweithiau o'r mathau o trawsnewidiadau:

• cadwyn radical;
• amnewidiad aliffatig niwclioffilig;
• amnewidiad aromatig niwclioffilig;
• adwaith dileu;
• adiad electroffilig;
• cyddwysiad;
• cyclization;
• amnewid electroffilig;
• adwaith aildrefnu.

Fel adwaith rhedeg (cychwyn) ac ar y drefn cinetig yr adwaith hefyd yn cael ei gategoreiddio weithiau. Mae'r rhain yn nodweddion sylfaenol yr adweithiau sydd cemeg organig. Mae'r ddamcaniaeth sy'n disgrifio manylion pob cwrs adwaith cemegol, wedi cael ei agor yng nghanol y ganrif XX, a chadarnhaodd a'i ategu dal gyda phob darganfyddiad a synthesis newydd.

Dylid nodi bod y adweithiau cemeg organig yn gyffredinol yn symud ymlaen dan amodau mwy llym nag mewn cemeg anorganig. Mae hyn yn ganlyniad i fwy o sefydlogi moleciwlau organig oherwydd y ffurfiant o fewn a chysylltiadau rhyngfoleciwlaidd cryf. Felly, mae bron dim adwaith yn gyflawn heb godi tymheredd, gwasgedd neu gymhwysiad y catalydd.

Mae'r diffiniad modern Cemeg Organig

Yn gyffredinol, mae datblygiad cemeg organig yn mynd ar ffordd dwys ar gyfer nifer o ganrifoedd. Mae'n cronni llawer iawn o wybodaeth am sylweddau, eu strwythurau a'u hadweithiau y gallant ymuno. miliynau syntheseiddio o ddefnyddiol a deunyddiau crai sydd eu hangen yn syml a ddefnyddir yn y gwahanol feysydd o wyddoniaeth, technoleg a diwydiant. Mae'r cysyniad o cemeg organig heddiw yn cael ei ystyried yn rhywbeth crand a mawr, niferus a chymhleth, yn amrywiol ac arwyddocaol.

Ar y pryd, y diffiniad cyntaf yr adran hon wych o gemeg oedd yr hyn a roddodd Berzelius: mae'n cemeg sy'n astudio'r sylweddau hynysu oddi wrth organebau. Ers hynny, mae llawer o amser wedi mynd heibio, a wnaed llawer o ddarganfyddiadau, a sylweddolais a datgelu nifer fawr o fecanweithiau prosesau vnutrihimicheskih. O ganlyniad, heddiw mae yna gysyniad gwahanol o'r hyn y mae'r cemeg organig. Penderfyniad y mae'n cael ei roi: cemeg carbon ac o'i gyfansoddion, ac mae eu dulliau o synthesis.