close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ

код для вставки
Теорія як вища форма наукових знань. Предмет органічної хімії.
Короткі відомості про історію становлення і розвитку органічної
хімії. Передумови створення теорії хімічної будови.
1
Органічна хімія – наука, що вивчає сполуки Карбону з іншими елементами.
Найчастіше Карбон утворює сполуки з такими елементами, як Гідроген, Оксиген,
Нітроген, Сульфур та Фосфор. Тому ці елементи були названі органогенами. На
сьогоднішній день синтезовано сполуки Карбону майже з усіма елементами
періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва (крім благородних металів).
Існують різні форми наукових знань, зокрема факти, поняття, теорії, закони.
Створенню будь-якої теорії завжди передують спостереження, дослідження
певних фактів, об’єктів, явищ. Факти – це реальні події чи конкретні
характеристики, достовірні дані, установлені в процесі наукового пізнання.
Поняття є узагальненою думкою про тіла, речовини, явища тощо, яка виникає на
підставі багатьох фактів. Більш розвиненою й досконалішою формою наукових
знань, ніж факти і поняття, є теорія. Теорія об’єднує наукові знання в певну
систему.
Теорія – сукупність узагальнювальних положень у науці, які відображають
відношення і зв’язки між фактами, об’єктами, явищами.
Теорію перевіряють на практиці. Для цього здійснюють багато додаткових
спостережень і досліджень, аналізують суть запропонованої теорії. Залежно від
результатів такої перевірки нові факти й відкриття доповнюють і розширюють
існуючі теорії, а іноді, навпаки, доводять її неспроможність і хибність. Хибною,
наприклад, виявилася теорія флогістону. Теорія будови органічних сполук
виявилася достовірною і завдяки використанню сучасних методів дослідження
невпинно розвивається.
2
Як особлива галузь науки, органічна хімія виникла на початку ХІХ ст. і в наш
час досягла високого рівня розвитку. На ній ґрунтується промислове виробництво
різноманітних органічних речовин, що мають важливе народногосподарське
значення, і відіграє значну роль у розвитку таких наук, як біологія, фізіологія,
медицина тощо.
Органічні речовини відомі людству ще з давніх-давен. Тривалий час, аж до
кінця І половини ХІХ ст., органічними називали лише ті продукти і сполуки, які
мали рослинне і тваринне походження.
Назви „органічна хімія”, „органічні речовини” походять від слова „організм”.
Їх ввів у науку у 1806 р. відомий шведський хімік Й. Я. Берцеліус. На його думку,
органічна хімія повинна вивчати речовини рослинного і тваринного походження,
які він і назвав органічними речовинами. Ці назви збереглися і до сьогоднішнього
дня., хоча зміст їх істотно змінився. До цього у ХVІІІ ст. виділяли 3 хімії –
рослинну, тваринну і мінеральну.
Найбільш давно відомі такі речовини органічного походження, як цукор,
рослинні та тваринні олії та жири, барвники, лікарські препарати.
Поступово люди навчились шляхом переробки цих речовин отримувати
різноманітні цінні органічні продукти. Так, із рослинних соків уже в сиву давнину
1
вміли одержувати вино, а з нього – оцет. Деяким народам уже давно було відоме
мило, яке одержували шляхом варіння жирів з лугами.
Довгий час люди вміли лише очищати природні органічні речовини. Як
виявилось пізніше, багато з цих речовин являли собою суміші, іноді дуже складні,
різних індивідуальних сполук.
Ще у XVI столітті вчені не розмежовували органічні та неорганічні сполуки.
Ось, наприклад, класифікація речовин на підставі знань того часу:
1.
Олії: купоросна (сульфатна кислота), маслинова;
2.
Спирти: винний, нашатирний, соляний (хлоридна кислота), селітряний
(нітратна кислота);
3.
Солі: кухонна, цукор і т.д.
Незважаючи на те, що ця класифікація, м'яко кажучи, не відповідає нинішній,
багато сучасних назв прийшли до нас з того часу. Наприклад, назва “спирт” (від
латинської “спірітус” – дух) надавалася всім легколетучим рідинам.
Берцеліус у 1827 р. у своєму підручнику з хімії вперше виділив сполуки
Карбону та Гідрогену в окремий розділ. Проте під впливом ідеалістичної
філософії, яка панувала в той час, Берцеліус і багато його сучасників вважали, що
утворення органічних речовин відбувається з участю потаємної і недоступної для
пізнання „життєвої сили” (латинською vis vitalis). Цей ідеалістичний і невірний
погляд на утворення органічних речовин отримав назву віталістичної теорії, яка
тривалий час заважала розвитку хімії.
Але подальші нові відкриття в області органічних сполук заперечили
віталістичні погляди.
У XIX ст. хіміки не тільки вели інтенсивний пошук нових речовин і способів
їхнього одержання, але і приділяли особливу увагу визначенню складу речовин.
Список найважливіших відкриттів органічної хімії того часу можна було б
представити в такий спосіб:
1824 рік. Велер вперше одержав із неорганічної газоподібної речовини –
диціану при нагріванні його з водою щавлеву кислоту; цю типово органічну
речовину доти виділяли лише з рослин – щавлю, деяких водоростей тощо.
1828 рік.
Велер здійснив синтез органічної речовини тваринного
походження: нагріваючи неорганічну речовину – ціанат амонію NH4CNO, він
одержав сечовину – речовину, яку раніше виділяли лише із сечі – продукту
життєдіяльності тваринних організмів.
Відкриття Велера призвели до перевороту уявлень про природу органічних
сполук, повністю спростувавши панівну на той час віталістичну теорію.
1845 рік. Кольбе синтезує в кілька стадій оцтову кислоту, використовуючи в
якості вихідних неорганічні речовини: деревне вугілля, водень, кисень, сірку і
хлор.
1854 рік. Бертло синтезує жироподібну речовину.
1861 рік. Бутлеров, діючи вапняною водою на параформальдегід (полімер
мурашиного альдегіду), здійснив синтез “метиленітану” – речовини, що
відноситься до класу цукрів.
1862 рік. Бертло, пропускаючи водень між вугільними електродами, одержує
ацетилен.
2
Ці експерименти підтверджували, що органічні речовини мають ту ж
природу, що і всі прості речовини, і ніякої життєвої сили для їхнього утворення
не потрібно.
Органічні і неорганічні речовини складаються з тих самих хімічних
елементів і можуть бути перетворені одна в одну.
Через те, що Карбон обов’язково наявний у всіх органічних речовинах,
органічну хімію з середини ХІХ ст. часто називають хімією сполук Карбону.
3. Доструктурні теорії
Ще на початку становлення хімії як науки вчені помітили, що певні
поєднання атомів, що ніби переходять у незмінному вигляді з однієї сполуки в
іншу. У 30-х роках ХІХ ст. Ю. Лібіх та Ф. Велер, досліджуючи хімічні
перетворення рідини, виділеної з олії гіркого мигдалю, встановили, що з неї
можна одержати цілий ряд сполук, до складу яких входить група атомів С7Н5О,
названа ними бензоїлом.
Факти подібного роду слугували основою для створення теорії радикалів,
яку розвив Берцеліус. Її також називають дуалістичною (від грец. дуаліс – два),
оскільки вона підходила до органічної речовини як до комбінації двох частин –
органічного радикалу і простого неорганічного (зазвичай оксигеновмісного)
залишку. Неорганічний залишок Берцеліус вважав електронегативною частиною,
проводячи, таким чином, аналогію з неорганічними сполуками.
Теорія радикалів правильно підмітила одну з особливостей органічних
сполук – існування стійких угруповань атомів – радикалів, що переходять у
незмінному вигляді з однієї сполуки в іншу. Неправильним у цій теорії було
уявлення, що органічні радикали абсолютно незмінні і можуть існувати самі по
собі, подібно до простих речовин неорганічної природи.
У 40-х роках ХІХ ст. цю теорію змінила теорія типів, запропонована
Огюстом Лораном і Шарлем Жераром. Сутність цієї теорії полягала в тому, що в
органічній хімії існують певні типи сполук, властивості яких зберігаються навіть
при заміщенні частини Гідрогену, що в них міститься, на галогени.
Всі органічні сполуки за теорією типів вважали похідними найпростіших
неорганічних сполук – водню, хлороводню, води, амоніаку:
Тип водню
Тип
хлороводню
Н
Н
Н
Сl
СН3
СН3
СН3
Н
СН3
С2Н5
Метан
етан
пропан
СН3
С2Н3О
Cl
Cl
Хлорметан хлоретан
З формальної точки зору класифікація органічних сполук за теорією типів, як
і вживані тоді специфічні формули конкретних сполук, близькі до сучасних. Але
формули, що вживались у теорії типів, повинні були виражати не „внутрішню
будову” молекул, а лише способи утворення і реакції речовини.
Важливим етапом розвитку хімії стало створення поняття про валентність.
Ця заслуга належить Едуарду Франкланду. Свої висновки про валентність цілого
3
ряду елементів він зробив на основі вивчення металоорганічних сполук, таких, як
цинкдиметил Zn(CH3)2 тощо.
Розвиваючи вчення про валентність, Кекуле в 1858 р. чітко розробив
уявлення про чотирьохвалентність Карбону.
В тому ж році Купер звернув увагу на те, що атоми Карбону в органічних
сполуках можуть витрачати свою валентність не лише на зв’язок з іншими
елементами, а й один з одним. Він (одночасно з Кекуле) вказав на здатність
Карбону утворювати ланцюги, а також першим став вживати рисочки для
позначення зв’язків атомів один з одним.
Але у питанні про значення формул Купер та Кекуле цілком залишались на
позиціях теорії типів.
Розглядаючи істотні сторони розвитку теоретичних уявлень про будову
органічних сполук, не слід забувати, що в дійсності теорії виникали й міняли одна
одну не послідовно, а існували одночасно, причому поряд з основними теоріями
було ще немало різновидів цих теорій.
4
Документ
Категория
Образование
Просмотров
747
Размер файла
53 Кб
Теги
история
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа