Предмет органічної хімії

Ви приступаєте до вивчення органічної хімії, з якою тільки трохи ознайомилися в 9 класі. Чому «органічної»? Звернімося до історії.

Ще на рубежі IX-X ст. арабська алхімік Абу Бакр ар-Рази (865-925) вперше розділив всі хімічні речовини за їх походженням на три царства: мінеральні, рослинні і тваринні речовини. Ця унікальна класифікація проіснувала майже тисячу років. Проте на початку XIX ст. виникла необхідність об’єднати хімію речовин рослинного і тваринного походження в єдину науку. Такий підхід здасться вам логічним, якщо ви маєте хоча б елементарні уявлення про склад живих організмов.Із курсу природознавства і початкових курсів біології ви знаєте, що до складу будь-якої живої клітини, як рослинною, так і тваринною, обов’язково входять білки, жири, вуглеводи і інші речовини, які прийнято називати органічними. За пропозицією шведського хіміка Й. Я. Берцеліуса з 1808 р науку, що вивчає органічні речовини, стали називати органічною хімією.

Ідея хімічної єдності живих організмів на Землі так захопила вчених, що вони навіть створили гарне, але помилкове вчення – віталізм, згідно з яким вважалося, що для отримання (синтезу) органічних сполук з неорганічних необхідна особлива «життєва сила» (vis vitalis). Вчені вважали, що життєва сила обов’язковий атрибут тільки живих організмів. Звідси випливав і помилковий висновок про те, що синтез органічних сполук з неорганічних поза живих організмів – в пробірках або промислових установках – неможливий.

Віталісти резонно стверджували, що найважливіший основоположний синтез на нашій планеті – фотосинтез (рис. 1) неможливий поза зелених рослин.

Неможливі, за твердженням віталістів, і будь-які інші синтези органічних сполук поза живих організмів. Однак подальший розвиток хімії і накопичення нових наукових фактів довело, що віталісти глибоко помилялися.

У 1828 р німецький хімік Ф. Велер синтезував органічна сполука сечовину з неорганічної речовини цианата амонію. Французький вчений М. Бертло в 1854 р отримав в пробірці жир. У 1861 р російський хімік А. М. Бутлеров синтезував цукристих речовин. Віталізм зазнав краху.

Зараз органічна хімія являє собою бурхливо розвивається галузь хімічної науки і виробництва. В даний час налічується більше 25000000 органічних сполук, серед яких є і такі речовини, які до сьогоднішнього дня не були виявлені в живій природі. Отримання цих речовин стало можливим завдяки результатам наукової діяльності хіміків-органіків.

Всі органічні сполуки за походженням можна умовно розділити на три типи: природні, штучні і синтетичні.

Природні органічні сполуки – це продукти життєдіяльності живих організмів (бактерій, грибів, рослин, тварин). Це добре відомі вам білки, жири, вуглеводи, вітаміни, гормони, ферменти, натуральний каучук та ін. (Рис. 2).

Штучні органічні сполуки – це продукти хімічно перетворених природних речовин в сполуки, які в живій природі не зустрічаються. Так, на основі природного органічної сполуки целюлози отримують штучні волокна (ацетатне, віскозне, мідно-аміачна), негорючі кіно- і фотоплівки, пластмаси (целулоїд), бездимний порох та ін. (Рис. 3).

Синтетичні органічні сполуки отримують синтетичним шляхом, т. Е. З’єднанням більш простих молекул в більш складні. Синтетичні органічні сполуки отримують синтетичним шляхом, т. Е. З’єднанням більш простих молекул в більш складні. До них відносяться, наприклад, синтетичні каучуки, пластмаси, лікарські препарати, синтетичні вітаміни, стимулятори росту, засоби захисту рослин та ін. (Рис. 4).

Незважаючи на величезне різноманіття, всі органічні сполуки мають у своєму складі атоми вуглецю. Тому органічну хімію можна назвати хімією з’єднань вуглецю.

Поряд з вуглецем, до складу більшості органічних сполук входять атоми водню. Ці два елементи утворюють ряд класів органічних сполук, які так і називають – вуглеводні (додаток 1). Всі інші класи органічних сполук можна розглядати як похідні вуглеводнів (додаток 2). Це дозволило німецькому хіміку К. Шорлеммер дати класичне визначення органічної хімії, яке не втратило свого значення і понад 120 років потому.

Чому ж із понад ста елементів Періодичної системи Д. І. Менделєєва саме вуглець став основою всього живого? Багато чого вам стане зрозуміло, якщо ви прочитаєте наступні слова Д. І. Менделєєва, написані ним в підручнику «Основи хімії»: «Вуглець зустрічається в природі як у вільному, так і в сполучному стані, у вельми різних формах і видах … Здатність атомів вуглецю з’єднуватися між собою і давати складні частинки проявляється у всіх вуглецевих з’єднаннях … Ні в одному з елементів … здатності до ускладнення не розвинене в такій мірі, як у вуглеці … Жодна пара елементів не дає настільки багато сполук, як вуглець з воднем ».

Хімічні зв’язки атомів вуглецю між собою і з атомами інших елементів (водню, кисню, азоту, сірки, фосфору), що входять до складу органічних сполук, можуть руйнуватися під впливом природних факторів. Тому карбон здійснює безперервний кругообіг в природі: з атмосфери (вуглекислий газ) – в рослини (фотосинтез), з рослин – у тваринні організми, з живого – в неживе, з неживого – в живе (рис. 5).

Посилання на основну публікацію