Что такое органическая химия.
Органическая химия – это раздел химии, изучающий структуру, свойства, методы синтеза органических соединений и реакции между ними. Она изучает соединения углерода с другими элементами – так называемые органические соединения и законы их превращений. Способность углерода соединяться с большинством элементов и образовывать молекулы различного состава и строения обусловливает многообразие органических соединений.
Предмет органической химии включает следующие цели, экспериментальные методы и теоретические представления:
· Выделение индивидуальных веществ из растительного, животного или ископаемого сырья
· Синтез и очистка соединений
· Определение структуры веществ
· Определение механизмов химических реакций
· Выявление связей между структурой органических веществ и их свойствами
Органическими называются вещества, содержащие С (углерод). Из них исключаются некоторые соединения, например, угольная кислота, которую классически относят к неорганической химии. Органические вещества считаются самым большим классом. Это связано с высокой способностью углерода образовывать прочные связи с другими элементами. Несмотря на то, что они могут быть любыми, «традиционными» соединениями считают связи с О, S, H и N.
Для начала нужно понять, что такое, функциональные группы элементов, что подразумевает классификация органических соединений. Основными видами природного происхождения считаются нуклеиновая кислота, жиры, белки и углеводы. Кроме основного элемента углерода, они содержат P, S, H, O и N.
Это - нефтепродукты, горючее для различных двигателей, полимерные материалы (каучуки, пластмассы, волокна, пленки, лаки, клеи и т. д.), поверхностно-активные вещества, красители, средства защиты растений, лекарственные препараты, вкусовые и парфюмерные вещества и т. п. Без знания основ органической химии современный человек не способен экологически грамотно использовать все эти продукты цивилизации.
Главные свойства органических элементов — это ковалентная связь, полярность, энергия связи. Смысл этого вида связи заключается в том, что электроны, которые соединяются, находятся в свободном пространстве между атомами. Полярность зависит от такого свойства, как электроотрицательность. Это способность атомов притягивать к себе электроны. Таким образом, полярность можно определить, как соединение, образованное между двумя элементами с разной электроотрицательностью. Если показатели равны, связь считается неполярной.
Энергия ковалентной связи определяется расстоянием между атомами. Сила притяжения должна быть больше силы отталкивания. Надо учитывать еще такое свойство, как прочность связи. Соответственно, чем сильнее энергия, тем прочнее связь. Можно упомянуть также свойство гибридизации, которая образуется при изменении ковалентной связи. При этом изменяется форма s- и p-орбиталей.
Что касается функциональных групп, то выделяют карбонилы, нитрогруппу, гидроксиды, аминогруппу, карбоксилы, фтор, бром, йод, хлор. Их можно считать составляющими химического вещества, которое образуется вместе с углеводородом.
История открытия органической химии.
"... в живой природе элементы повинуются иным законам,
чем в безжизненной"
Берцелиус
Способы получения различных органических веществ были известны ещё с древности. Египтяне и римляне использовали красители индиго и ализарин, содержащиеся в растительных веществах. Многие народы знали секреты производства спиртных напитков и уксуса из сахар- и крахмалсодержащего сырья. Во времена средневековья к этим знаниям ничего не прибавилось, некоторый прогресс начался только в XVI—XVII в: были получены некоторые вещества, в основном путём перегонки определённых растительных продуктов. В 1769—1785 г. Шееле выделил несколько органических кислот, таких как яблочная, винная, лимонная, галловая, молочная и щавелевая. В 1773 г. Руэль выделил из человеческой мочи мочевину.
Выделенные из животного или растительного сырья продукты имели между собой много общего, но отличались от неорганических соединений. Так возник термин «Органическая химия» — раздел химии, изучающий вещества, выделенные из организмов (определение Берцелиуса, 1807 г.). При этом полагали, что эти вещества могут быть получены только в живых организмах благодаря «жизненной силе».
Как принято считать, органическая химия как наука появилась в 1828 году когда Фридрих Вёлер впервые получил органическое вещество — мочевину — в результате упаривания водного раствора цианата аммония (NH4OCN).
Важным этапом стала разработка теории валентности Купером и Кекуле в 1857 г., а также теории химического строения Бутлеровым в 1861 г. В основу этих теорий были положены четырёхвалентность углерода и его способность к образованию цепей. В 1865 году Кекуле предложил структурную формулу бензола, что стало одним из важнейших открытий в органической химии.