Historia ya kemia ya kikaboni. somo na thamani ya Kemia Organic

watu wachache kufikiri kuhusu nini ni jukumu la kemia ya kikaboni katika maisha ya mtu wa kisasa. Lakini ni kubwa, ni vigumu overestimate. Asubuhi, wakati mtu anaamka na huenda kuosha, na pia katika jioni, wakati yeye huenda kulala, yeye daima kuongozana bidhaa za kemia ya kikaboni. Mswaki, nguo, karatasi, vipodozi, samani na kubuni mambo ya ndani, na mengi zaidi - wote hii inatupa yake. Lakini mara haikuwa hivyo, na juu ya kemia ya kikaboni kujua kidogo sana.

Hebu angalia jinsi tolewa hatua kwa hatua ya historia ya kemia ya kikaboni.

1. kipindi cha maendeleo hadi karne XIV, iitwayo asili.

2. XV - karne ya XVII - mwanzo wa maendeleo au iatrochemistry alchemy.

3. Century XVIII - XIX - kutawala kwa nadharia ya vitalism.

4. XIX - XX karne - kubwa ya maendeleo, hatua ya kisayansi.

Anza au awamu ya asili ya maendeleo ya kemia ya kikaboni

Awamu hii huwa na kuibuka sana ya dhana ya asili ya kemikali. Na asili kwenda mbali nyuma kama Roma ya kale na Misri, ambazo ni wakazi wenye uwezo sana kujifunza kufanya dyes kwa vitu Coloring na nguo na vifaa vya asili ghafi - majani na mashina ya mimea. Hizi zilikuwa indigo, kutoa kina rangi ya bluu, na alizorin Madoa literally kila vivuli Juicy na kuvutia ya rangi ya machungwa na nyekundu. Isiyo ya kawaida wakazi mahiri wa mataifa mbalimbali huo huo pia kujifunza jinsi ya kupata siki, kufanya pepo kutoka sucrose na vitu wanga zenye asili ya mimea.

Inajulikana kuwa chakula ya kawaida sana katika matumizi ya kipindi hiki kihistoria walikuwa mafuta ya wanyama, mafuta ya mboga na resini zinazotumiwa na mpishi na waganga. Na pia katika maisha ya kila siku ya sumu mbalimbali walikuwa tightly kama silaha kuu vnutriusobnyh mahusiano. vitu hivi vyote ni matokeo ya kemia ya kikaboni.

Lakini, kwa bahati mbaya, kwa hivyo, dhana ya "kemia" haipo, na utafiti wa vitu maalum ili kufafanua mali na utungaji hayakutokea. Kwa hiyo, kipindi hiki inaitwa ghafla. uvumbuzi wote walikuwa random, unfocused asili ya maadili matumizi. Hii iliendelea hadi karne ya pili.

iatrochemistry kipindi - mwanzo mzuri wa maendeleo

Kwa kweli, ilikuwa katika XVI - XVII karne zilianza kuibuka uwakilishi wa moja kwa moja wa kemia kama sayansi. Kupitia kazi ya wanasayansi muda ulipatikana vitu hai zuliwa vifaa rahisi kwa kunereka na usablimishaji ya vitu vinavyotumika vyombo kemikali maalum kwa kusagwa vitu kwa mgawanyo wa bidhaa za asili viungo.

lengo kuu la wakati huo alikuwa dawa. hamu ya kupata madawa muhimu imesababisha ukweli kwamba kupanda alisimama mafuta muhimu na viungo vingine mbichi. Hivyo, Karl Scheele zilipatikana asidi kadhaa hai kutoka vifaa mboga mbichi:

• malic,
• limau,
• gallic;
• maziwa;
• oxalic.

On utafiti wa mimea na mgao wa asidi hizi mwanasayansi alichukua miaka 16 (1769-1785). Hii ilikuwa mwanzo wa maendeleo, aliweka misingi ya kemia ya kikaboni, ambayo ni ya moja kwa moja kama tawi la kemia imetambuliwa na jina lake baadaye (mapema XVIII karne).

Katika kipindi hicho Mashariki GF yalionyesha Rueil fuwele uric acid kutoka urea. wanakemia nyingine asidi succinic mara zilizopatikana kutoka kahawia, vinsyra. Katika matumizi ya kawaida ni pamoja na njia ya kunereka kavu za mimea na wanyama vifaa, ambayo hupatikana asidi asetiki, DIETHYL ether, mbao pombe.

Hivyo alianza maendeleo ya kina ya viumbe hai sekta ya kemikali katika siku zijazo.

Vis Vitalis, au "nguvu maisha"

XVIII - XIX karne ya kemia ya kikaboni ni sana mara mbili: kwa upande mmoja, kuna idadi ya uvumbuzi kuwa na thamani kubwa. Kwa upande mwingine, muda mrefu, ukuaji na mkusanyiko wa maarifa na sahihi ya mawazo muhimu kuzuiwa nadharia kubwa ya vitalism.

Nadharia hii aliunda na ilivyoainishwa kuu Jens Jakobs Berzelius, ambaye kwa wakati mmoja yeye mwenyewe ametoa, na ufafanuzi wa kemia ya kikaboni (mwaka halisi haijulikani, au 1807 au 1808). Kwa mujibu wa masharti ya nadharia hii, vitu hai inaweza kufanyika tu kwa viumbe hai (mimea na wanyama, kutia ndani wanadamu), kama viumbe hai tu maalum "maisha nguvu" ambayo inaruhusu vitu hivi zinazozalishwa. Wakati isokaboni kupata viumbe hai haiwezekani kabisa, kwa kuwa ni bidhaa visivyo na uhai, mashirika yasiyo ya kuwaka, bila vis Vitalis.

wanasayansi huo uainishaji kwanza kabisa inajulikana wakati wa misombo katika isokaboni (yasiyo ya kuishi, vitu vyote kama maji na chumvi) na viumbe (hai, wale kama mafuta na sukari) imependekezwa. Pia Berzelius kwanza aliyeteuliwa hasa kwamba kemia kama viumbe hai. Uamuzi ulikuwa: sehemu ya kemia kwamba tafiti vitu inayotokana na viumbe hai.

Katika kipindi hiki, wanasayansi urahisi kutekelezwa kubadilishwa kwa misombo ya kikaboni katika isokaboni, kwa mfano, na mwako. Hata hivyo, uwezekano wa reconversion ya kitu chochote haikujulikana bado.

Hali ingekuwa ni, kwamba alikuwa mwanafunzi Jens Berzelius Fridrih Veler imechangia mwa kuanguka kwa nadharia ya mwalimu wake.

German mwanasayansi kazi ya misombo sianidi na katika moja ya majaribio uliofanywa kupata fuwele itaweza Sawa na asidi ya mkojo. Matokeo yake, mafunzo zaidi alimkuta ambayo kwa kweli imeweza kupata viumbe hai kutoka isokaboni, bila vis Vitalis. Hakuna jambo jinsi wasiwasi Berzelius, alilazimishwa kukubali ukweli huu usiopingika. Hivyo ilikuwa pigo la kwanza kwa maoni VITALISTIC. historia ya kemia ya kikaboni alianza kupata kasi.

Baadhi uvumbuzi, ponda vitalism

Wohler mafanikio ina aliongoza wanakemia wa karne XVIII, hivyo alianza kupima kuenea na majaribio ili kupata viumbe hai katika vitro. usanisi vile kwamba ni muhimu na muhimu kuwa kadhaa.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe ambayo ilikuwa mwanafunzi Wohler, itaweza rahisi inorganics C, H _2, O ₂ multistage awali jumla ya kupata asidi asetiki, ambayo ni viungo hai.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom kutekelezwa glucose awali kutoka wanga na asidi.
3. 1820 Anri Brakonno denatured protini asidi na kisha kutibiwa na asidi nitriki na mchanganyiko zilizopatikana kutoka kwanza 20 amino asidi synthesized baadaye - glycine.
4. 1809 Michel Chevreul alisoma muundo wa mafuta, kujaribu kupasuliwa yao katika sehemu zake majimbo. Matokeo yake, alipokea asidi kali na GLYCEROL. 1854, Zhan Bertlo iliendelea operesheni Chevrel GLYCEROL na mkali na asidi stearic. Matokeo - mafuta, hasa kurudia muundo wa misombo ya asili. Baadaye, aliweza kupata na mafuta mengine na mafuta, ambao walikuwa tofauti kidogo katika muundo Masi kutoka analogues ya asili. Hiyo ni alionyesha uwezekano wa kupata misombo mpya hai na umuhimu mkubwa katika maabara.
5. J. Berthelot synthesized methane kutoka sulfidi hidrojeni (H ₂ S) na disulfidi kaboni (CS _2).
6. 1842 Zinin alikuwa na uwezo wa kuunganisha anilini kutoka NITROBENZENE nguo. Baadaye aliweza kupata idadi ya dyes anilini.
7. A. Bayer inajenga maabara yake mwenyewe, ambayo imekuwa kazi na mafanikio ya awali ya dyes hai, sawa na asili: alizarin, indigoid, antrohinonovye, xanthene.
8. 1846 awali ya baruti wanasayansi Sobrero. Pia maendeleo ya aina ya nadharia, ambayo inasema kuwa vitu sawa na baadhi ya isokaboni na inaweza kuwa tayari kwa kuondoa chembe hidrojeni katika muundo.
9. 1861 A. M. Butlerov synthesized sweetener ya formalin. Wao walikuwa yaliyoandaliwa na masharti ya nadharia ya muundo wa kemikali ya misombo ya kikaboni muhimu kwa siku ya leo.

matokeo haya yote kutambuliwa somo la kemia ya kikaboni - carbon na misombo yake. uvumbuzi zaidi zimelenga mifumo wa athari za kemikali katika kemia ya kikaboni, kuanzisha asili ya mwingiliano umeme, na muundo wa misombo.

nusu ya pili ya XIX na XX karne - wakati wa uvumbuzi kemikali kimataifa

historia ya kemia ya kikaboni juu ya muda na kufanyiwa mabadiliko yote makubwa. Kazi wanasayansi wengi zaidi mifumo ya michakato ya ndani katika molekuli, athari na mifumo umeonyesha mafanikio makubwa matunda. Hivyo, katika mwaka wa 1857, Friedrich Kekule maendeleo nadharia ya valence. Pia ni mali ya sifa kubwa - ugunduzi wa muundo wa molekuli ya kunukia hydrocarbon benzini. Wakati huo huo A. M. Butlerov alibuni nadharia ya muundo nafasi ya misombo ambayo anasema na kaboni tetravalence na uzushi wa kuwepo kwa isoma, na isoma.

VV Markovnikov na A. M. zaytsev kujiingiza katika utafiti wa taratibu majibu katika mambo ya kikaboni na kuunda mkusanyiko wa sheria inayoelezea taratibu hizi na kuthibitisha. Katika 1873 - 1875 miaka. I. Wislicenus, Van't Hoff na Le Bel kujifunza mpangilio wa kieneo wa atomi katika molekuli, yatangaza kuwepo kwa stereo-isoma, na ni mababu wa sayansi nzima - stereochemistry. mengi ya watu mbalimbali kushiriki katika kuundwa kwa uwanja wa kemia ya kikaboni, ambayo sisi leo. Kwa hiyo, kemia ya kikaboni, wanasayansi ni vyema ijulikane.

Mwisho wa XIX na XX karne - Wakati wa ugunduzi wa dunia katika sekta ya dawa, sekta ya rangi, quantum kemia. Fikiria ufunguzi, kuhakikisha kiwango cha juu ya kemia ya kikaboni.

1. 1881 Conrad M. na M. Gudtseyt synthesized anesthetics, veronal na salicylic asidi.
2. 1883 L. Knorr kupokea Antipyrine.
3. 1884 F. Stoll got pyramidon.
4. 1869 Hyatt ndugu mshindi wa kwanza na mwanadamu nyuzi.
5. 1884 D. Eastman synthesized celluloid filamu.
6. 1890 alipokea cuprammonium fiber L. Depassi.
7. 1891 Charles Msalaba na wenzake got rayon.
8. 1897 F. Miescher na Buchner ilianzishwa nadharia ya oxidation kibaiolojia (Fermentation kiini-bure iligunduliwa na Enzymes kama biocatalysts).
9. 1897 F. Miescher aligundua asidi nucleic.
10. mwanzo wa karne ya XX - kemia mpya ya misombo organometallic.
11. 1917 Lewis kufunguliwa asili ya elektroniki ya minyororo ya kemikali katika molekuli.
12. 1931 Hückel - mwanzilishi wa mifumo quantum katika kemia.
13. Ya 1931-1933. Laymus Pauling inahalalisha nadharia resonance, na baadaye wale wanaofanya kazi nao kuonyesha kiini cha mwenendo wa athari za kemikali.
14. 1936 Nylon synthesized.
15. Ya 1930-1940. AE Arbuzov inatoa kupanda kwa maendeleo organophosphorus misombo, kama msingi wa uzalishaji wa plastiki, madawa, na dawa ya kuua wadudu.
16. 1960 Academician Nesmeyanov na wanafunzi kuundwa kwanza chakula synthetic katika maabara.
17. 1963 Du Vinho kupokea insulini, ambayo ni hatua kubwa mbele katika dawa.
18. 1968 Indian HG Qur'an imeweza kupata gene rahisi kwamba alisaidia katika deciphering code maumbile.

Hivyo, umuhimu wa kemia ya kikaboni katika maisha ya watu tu colossal. Plastiki, polima, nyuzi, rangi na varnishes, mpira, mpira, vifaa PVC, polypropen na polyethilini, na mengine mengi vitu ya kisasa, bila ambayo leo ni tu si rahisi maisha, tata njia ya ugunduzi wake. Mamia ya wanasayansi kuwa alifanya miaka yao ya kufanya kazi kwa bidii, hivyo kulikuwa na historia ya jumla ya maendeleo ya kemia ya kikaboni.

mfumo wa kisasa wa misombo ya kikaboni

Baada ya kufanya njia kubwa na ngumu kwa maendeleo ya kemia ya kikaboni, na sasa hana msimamo bado. Kuna zaidi ya 10 Mill. Connections, na idadi hii inaongezeka kila mwaka. Kwa hiyo, kuna utaratibu mpangilio muundo wa dutu kwamba inatupa kemia ya kikaboni. Ainisho ya misombo ya kikaboni ni iliyotolewa katika meza.

darasa ya misombo	makala ya kimuundo	formula ujumla
Hidrokaboni (linaloundwa tu kaboni na hidrojeni atomi)	ulijaa (tu sigma kisheria.); unsaturated (sigma na pi mawasiliano.); acyclic; mzunguko.	Alkanes C n H 2n + 2; Alkene, misombo cycloalkanes C n H 2n; Alkynes, alkadienes, C n H 2n-2; Arena C 6 H 2n-6.
Nyenzo zenye atomi mbalimbali hetero katika kundi kuu	halojeni, OH kundi (alkoholi na fenoli); kambi ROR (etha).	R-Hal; R-OH ROR.
misombo kabonili	aldehidi, ketoni, QUINONES.	RC (H) = O
Misombo zenye kundi carboxyl	asidi ya kaboksili, esta.	R-COOH, R-COOR.
Misombo yenye sulfuri, oksidi au fosforasi katika molekuli	Inaweza kuwa mzunguko au acyclic	-
misombo organometallic	Carbon Bonded kwa kipengele cha wengine, lakini si hidrojeni	C-E
misombo organometallic	Carbon Bonded kwa chuma	Na-Me
misombo heterocyclic	Katika mzunguko wa muundo-msingi na wanachama wa heteroatoms	-
vitu asili	polymer molekuli kubwa kwamba kufanya juu ya misombo ya asili	protini, asidi nucleic, amino asidi, alkaloids na kadhalika. d.
polima	Nyenzo kuwa high Masi uzito, ambayo ni msingi wa vitengo monomeric	n (-RRR-)

utafiti wa aina zote za vitu na athari ambayo wao kuingia, na ni mada ya kemia ya kikaboni leo.

Aina ya minyororo ya kemikali katika dutu hai

Kwa misombo yoyote sifa mwingiliano elektronnostaticheskie ndani ya molekuli, ambayo ni walionyesha katika uwepo wa ogani covalent polar na yasiyo ya polar covalent dhamana. misombo organometallic unaweza kutengeneza dhaifu mwingiliano ionic.

Covalent nonpolar mawasiliano kutokea kati ya C-C kwa Akijibu molekuli zote kikaboni. Covalent polar mwingiliano tabia ya atomi tofauti-nonmetal katika molekuli. Kwa mfano, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Hii yote ni kwa sababu ya kemia ya kikaboni, ambayo zipo kwa ajili ya malezi ya misombo.

Tofauti katika misombo ya fomula vikaboni

formula ya kawaida kwa idadi ya wanachama wa kiwanja aitwaye kitaalamu. formula hiyo kuwepo kwa kila moja ya dutu isokaboni. Lakini linapokuja suala la kuandaa kanuni katika kemia ya kikaboni, wanasayansi walikuwa na kukabiliana na matatizo kadhaa. Kwanza, uzito wa wengi wao, mamia, au hata maelfu. Ni vigumu kuamua formula kisayansi kwa vile dutu kubwa. Kwa hiyo, kwa muda kulikuwa na kizigeu wa kemia ya kikaboni kama uchambuzi hai. waasisi wake kuchukuliwa watafiti Liebig, Wohler, Gay-Lussac na Berzelius. Wao, pamoja na kazi za A. M. Butlerova, kutambuliwa kuwepo kwa isoma - misombo kwamba kuwa sawa ubora na kiasi muundo, lakini tofauti katika muundo na mali ya molekuli. Hii ndiyo sababu muundo wa misombo ya kikaboni walionyesha leo si upimaji na miundo kamili au kufupishwa miundo formula.

Miundo - tabia na tofauti hulka ya ambayo ni kemia ya kikaboni. formula zimeandikwa kwa kutumia deshi ni kemikali dhamana. kwa mfano, butani kubanwa miundo formula itakuwa na aina CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. Full miundo formula kuonyesha vifungo wote kemikali sasa katika molekuli.

Pia kuna njia ya kurekodi formula Masi ya misombo ya kikaboni. Yeye inaonekana sawa na kupima kutoka isokaboni. Kwa butani, kwa mfano, itakuwa: C ₄ H _10. Hiyo ni, formula Masi anatoa wazo tu kuhusu ubora na kiasi muundo wa kiwanja. Miundo tabia dhamana katika molekuli, hivyo inaweza kutumika kutabiri tabia ya baadaye na tabia ya kemikali za vileo. Hizi ni makala ambayo ina kemia ya kikaboni. Formula zimeandikwa kwa namna yoyote, kila mmoja wao ni ya kweli.

Aina za athari katika kemia ya kikaboni

Kuna uainishaji fulani ya aina ya athari hai kemia kutokea. Na baadhi ya uainishaji hizi, kwa misingi tofauti. Fikiria wale kuu.

Utaratibu wa athari za kemikali katika njia za kuvunja na dhamana malezi:

• au homolytic radical,
• heterolytic au ionic.

athari ya aina ya mabadiliko:

• mlolongo radical,
• nucleophilic alifatiki badala;
• nucleophilic kunukia badala;
• kuondoa majibu;
• electrophilic Aidha,
• condensation,
• cyclization;
• electrophilic badala;
• rearrangement majibu.

Kwa njia ya kukimbia majibu (kufundwa) na kwenye utaratibu kinetic ya majibu Pia wakati mwingine kundi. Hizi ni makala ya msingi ya athari ambayo ina kemia ya kikaboni. nadharia kwamba anaelezea maelezo ya kila kozi ya mmenyuko kemikali, umefunguliwa katika katikati ya karne ya XX, na kuthibitishwa na kuongezewa bado na kila ugunduzi mpya na ya awali.

Ikumbukwe kwamba mkuu hai athari kemia kuendelea katika hali ya masharti magumu zaidi kuliko katika kemia isokaboni. Hii ni kutokana na kuimarisha kubwa ya molekiuli ya ogani kutokana na malezi ndani na kwa nguvu uhusiano intermolecular. Kwa hivyo, karibu hakuna majibu ni kamili bila kuongeza joto, shinikizo au maombi ya vichocheo.

ufafanuzi wa kisasa wa Chemistry Organic

Kwa ujumla, maendeleo ya kemia ya kikaboni akienda kubwa kwa karne kadhaa. Ni kusanyiko kiasi kubwa ya taarifa kuhusu vitu, miundo yao na athari ambayo wanaweza kujiunga. Synthesized mamilioni ya muhimu na tu zinahitajika malighafi kutumika katika nyanja mbalimbali za sayansi, teknolojia na viwanda. dhana ya kemia ya kikaboni leo ni dhahiri kama kitu kuu ambacho kikubwa, mbalimbali na tata, tofauti na muhimu.

Wakati huo, ufafanuzi wa kwanza wa sehemu hii kubwa ya kemia ilikuwa nini alitoa Berzelius: ni kemia kwamba tafiti vitu pekee kutoka viumbe. Tangu wakati huo, muda mwingi umepita, alifanya uvumbuzi wengi, na barabara na wazi idadi kubwa ya taratibu vnutrihimicheskih taratibu. Matokeo yake, leo kuna dhana mbalimbali vya kazi kemia ya kikaboni. Uamuzi ni husika: kemia kaboni na misombo yake, na utaratibu wao wa awali.