Арганічная хімія

З пляцоўкі Вікіпедыя.
Перайсці да: рух, знайсці

Аргані́чная хі́мія — раздзел хіміі, які вывучае структуру, ўласцівасці, метады сінтэзу арганічных злучэнняў і рэакцыі арганічных злучэнняў.

Гісторыя[правіць | правіць зыходнік]

Як асобная навука арганічная хімія сфарміравалася ў пачатку XIX ст., калі вучоныя пачалі сістэматычнае вывучэнне арганічных рэчываў, якія ў той час вылучаліся з жывых арганізмаў.

Спачатку лічылі, што арганічныя рэчывы можна атрымліваць толькі з аб'ектаў жывой прыроды пад уплывам асобай «жыццёвай сілы». Існавала нават вучэнне аб «жыццёвай сіле» — віталізм.

Доўгі час вучоныя-хімікі не маглі атрымаць арганічныя злучэнні з неарганічных рэчываў. Адным з першых такі сінтэз ажыццявіў нямецкі хімік Фрыдрых Велер. У выніку ператварэння неарганічнага злучэння (цыянату амонію) ён атрымаў арганічнае — мачавіну.

У наступныя гады сінтэзы арганічных злучэнняў з неарганічных ажыццявілі А. Кольбе, М. Бертла і А. Бутлераў. К пачатку XIX ст. была праведзена вялікая колькасць даследаванняў, вылучана ў чыстым выглядзе і вывучана многа арганічных рэчываў, уваходзячых у састаў прадуктаў харчавання, арганізмаў раслін, жывёл і чалавека. Лік вывучаных рэчываў набліжаўся да некалькіх соцень, але ніякай сувязі паміж іх будовай і ўласцівасцямі ўстаноўлена не было. Тым не менш стала вядома, што ў састаў большасці арганічных рэчываў уваходзяць элементы вуглярод, вадарод, кісларод, а некаторыя з рэчываў змяшчаюць атамы азоту і інш.

У першай палове XIX ст., з ростам эксперыментальных даследаванняў, пачаўся працэс пераўтварэння арганічнай хіміі з навукі апісальнай у навуку, якая імкнецца ўскрыць сапраўдную сутнасць арганічных рэчываў, прычыны іх своеасаблівасці, заканамернасці ператварэнняў. На той час асноўным патрабаваннем пры даследаванні саставу любога рэчыва з'яўлялася не толькі яго раскладанне, але і атрыманне з больш простых рэчываў. Многія хімікі лічылі, што ў галіне сінтэзу арганічных рэчываў хімія абсалютна бяссільная.

Асабліва цяжка было ў многіх выпадках растлумачыць існаванне ізамерных злучэнняў і класіфікаваць іх. Адзіна разумнае тлумачэнне, якое можна было даць з'яве ізамерыі, гэта прызнаць, што малекулы ізамераў маюць розную будову. Тэрміны «будова», «структура» ўвёў А. Бутлераў. Ён сцвярджаў, што ўсякае змяненне ў структуры малекул непазбежна цягне за сабой змяненне іх уласцівасцей. На той час ужо ўзніклі сур'ёзныя прадпасылкі для стварэння тэорыі хімічнай будовы. Дзякуючы даследаванням А. Кольбе і А. Купера было паказана, што вуглярод з'яўляецца чатырохвалентным, а яго атамы здольныя злучацца адзін з адным з утварэннем устойлівых рэчываў. А. Кекуле прапанаваў цыклічную будову малекулы бензолу.

А. Бутлераў заявіў аб сваёй працы ў час дакладу на з'ездзе нямецкіх прыродазнаўцаў у 1861: «Здольнасць атамаў злучацца адзін з адным розная. Асабліва цікавы вуглярод, які, на думку Аўгуста Кекуле, з'яўляецца чатырохвалентным. Калі ўявіць валентнасць у выглядзе шчупальцаў, з дапамогай якіх атамы звязваюцца паміж сабой, то нельга не адзначыць, што спосаб сувязі адбіваецца на ўласцівасцях адпаведных злучэнняў». А. Бутлераў адзначыў, што, грунтуючыся на хімічных рэакцыях, характэрных для пэўнага рэчыва, можна даведацца аб сапраўднай хімічнай будове дадзенага рэчыва. Гэта магчыма, бо атамы ў малекуле ўздзейнічаюць адзін на аднаго, што праяўляецца не толькі ў фізічных, але і ў хімічных уласцівасцях.

Тэорыя хімічнай будовы арганічных злучэнняў[правіць | правіць зыходнік]

Тэорыю хімічнай будовы арганічных злучэнняў можна коратка сфармуляваць у наступных асноўных палажэннях.

Атамы ў малекулах арганічных рэчываў злучаюцца адзін з адным у пэўнай паслядоўнасці, згодна з іх валентнасцю. Валентнасць вугляроду ў малекулах арганічных злучэнняў заўсёды роўна 4, вадароду — 1, кіслароду — 2.

Уласцівасці рэчываў залежаць не толькі ад якаснага і колькаснага са ставу, але і ад парадку злучэння атамаў у малекулах. Існуюць рэчывы, якія маюць адколькавы састаў, але розную будову і з прычыны гэтага розныя ўласцівасці. Рэчывы, якія маюць аднолькавы састаў, але розную будову, называюцца ізамерамі.

У малекулах арганічных рэчываў атамы і групы атамаў узаемна ўплываюць адны на адных. Узаемны ўплыў фенільнай групы і амінагрупы ў малекуле аніліну адбіваецца на яго хімічных уласцівасцях.

Метады вывучэння арганічных рэчываў[правіць | правіць зыходнік]

Вывучэнне арганічных рэчываў пачынаецца з устанаўлення іх якаснага і колькаснага саставу.

Арганічныя рэчывы, якія сустракаюцца ў прыродзе або атрымліваюцца сінтэтычна, як правіла, з'яўляюцца сумесямі. Для вывучэння будовы і ўласцівасцей арганічных злучэнняў неабходны чыстыя, без прымесей, рэчывы, таму вельмі важнымі з'яўляюцца метады ачысткі арганічных рэчываў. Часцей за ўсё для ачысткі прымяняюцца перагонка, перакрышталізацыя і храматаграфія.

Пасля атрымання чыстага рэчыва або асобнага кампанента сумесі пачынаецца вызначэнне яго якаснага саставу — наяўнасці вугляроду, вадароду, кіслароду, азоту і іншых элементаў. Якаснае выяўленне вугляроду і вадароду ў арганічных злучэннях лёгка ажыццявіць напр. пры іх акісленні аксідам медзі(ІІ) да вуглякіслага газу і вады.

Наступным этапам даследавання рэчыва з'яўляецца вызначэнне яго колькаснага саставу. Колькасны састаў арганічных злучэнняў устанаўліваюць пры іх акісленні. Прадукты акіслення арганічных злучэнняў улоўліваюць у спецыяльных паглынальніках, якія ўзважваюць перад рэакцыяй і пасля яе, і па рознасці мас знаходзяць масы вады і вуглякіслага газу, што ўтварыліся ў рэакцыі. На падставе атрыманых даных вызначаюць прасцейшую (эмпірычную) формулу рэчыва, а калі вядома адносная малекулярная маса, то і малекулярную формулу. Адным з важных метадаў вызначэння будовы малекул і адноснай малекулярнай масы з'яўляецца мас-спектраметрыя: на рэчыва, папярэдне прыведзенае ў газападобны стан, дзейнічаюць пучком электронаў, якія хутка рухаюцца.

Самая галоўная задача — устанаўленне хімічнай будовы рэчыва, г.зн. парадку злучэння атамаў у малекулах. Хімічная будова арганічных малекул устанаўліваецца хімічнымі і фізічнымі метадамі. Сярод фізічных адным з важнейшых з'яўляецца пратонны магнітны рэзананс.

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • Хімія: вучэб. дапам. для 11-га кл. агульнаадукац. устаноў з бел. мовай навучання з 11-гадовым тэрмінам навучання / А.П. Ельніцкі, А.І. Шарапа; пер. з рус. мовы Л.Э. Гаранінай. — Мінск : Нар. асвета, 2008.

Шаблон:Арганічная хімія