Что такое «органическая химия»?

 Н ем ного и стори и С давних пор человек ценит и использует дары природы: растительные и животные жиры, сахарную свеклу, виноград и продукты, полученные при их переработке (сахар, спирт, уксус), природные красители, поваренную соль, медь, серебро, золото и др. Изучение их как химических веществ началось гораздо позже. В начале X I X в. по предложению шведского химика Берцелиуса все вещества, полученные из растительных и животных организмов, в состав которых входит один и тот же элемент - углерод, были названы органическими веществами, а наука, изучающ ая их, - органической химией. Минеральные вещества были названы неорганическими, а наука, изучающ ая их - неорганической химией. Х о тя неорганическая хим ия и органическая - отдельные науки, резкой границы между ними нет. Органические и неорганические вещества имеют точки соприкосновения. Так, соединения углерода рассматриваются как органические. В то же время оксиды углерода (СО и С 0 2), угольная кислота (Н 2С 0 3) и ее соли, которые тоже содержат углерод, являю тся частью неорганических веществ, потому что имеют с ними много общего. В 1828 г. немецкий хим ик Фридрих Вёлер открыл, что органические вещества можно получить и без участия ж ивы х организмов. Вёлер получил в лаборатории, т. е. химическим путем, два органических вещества: щавелевую кислоту и мочевину. Так ученый продемонстрировал, что органические вещества могут быть получены в лаборатории подобно неорганическим веществам. Более того, ряд экспериментов подтвердил, что органические вещества могут быть получены из неорганических. Растения, в свою очередь, поглощают из почвы и атмосферы неорганические вещества (воду, соли, углекислый газ), а из них синтезируют органические вещества. Общим для органических и неорганических веществ является электронная природа химической связи и одинаковые типы связей: ковалентная полярная и ковалентная неполярная. Вот почему нет резкого различия между органическими и неорганическими веществами. После изучения этого параграфа ты будешь способен: - сравнивать органические вещества с неорганическими; - распознавать типы углеводородов; - составлять электронные и структурные формулы предельных и непредельных углеводородов (этилена, ацетилена); - сравнивать их состав, строение, свойства и применение; - составлять уравнения реакций, в которых принимают участие углеводороды; - называть природные источники углеводородов. Йен Якоб Берцелиус (1779-1848) Шведский химик. В 1815 г. ввел химические символы; классифицировал вещества на органические и неорганические. Органические соединения 120 Фридрих Вёлер (1800-1882) Немецкий химик. Продемонстрировал, что органические соединения могут быть получены и химическим путем. Органические вещества содержат С, Н, О, N Гал., 8, Р Александр Михайлович Бутлеров (1828-1886) Русский химик. В 1861 г. предложил теорию строения органических соединений. В процессе изучения органических веществ мы встретимся и с другими характеристиками, знакомыми нам из курса неорганической химии. Органические вещества очень разнообразны и многочисленны. Примерно из 12 миллионов соединений, известных в настоящее время, только около 900 тыс. - неорганические, а остальные - органические. Так углерод вместе с несколькими другими элементами образует более 9 0 % веществ, а большинство элементов периодической системы - менее 1 0 % . Есть и другие причины, по которым органические вещества отличаются от неорганических: строение, свойства, распространение в природе, области применения и др. Органическая химия - это химия соединений углерода. В состав органических соединений, кроме углерода, входят атомы водорода и других элементов - кислорода, азота, галогенов, серы, фосфора. В зависимости от состава все органические вещества делятся на: - углеводороды (состоят только из атомов углерода и водорода); - кислородсодержащие органические вещества (в состав входят атомы углерода, водорода и кислорода); - азотсодержащие органические вещества (содерж ат в своем составе кроме углерода и водорода, азот, а иногда и другие элементы). 5.1.2. } С тр о е н и е о ргани чески х ве щ е ств Среди множества органических веществ углеводороды имеют наиболее простое строение. Для начала мы познакомимся с углеводородами, которые встречаются в природе. И з природного газа и нефти хим ики выделили многие углеводороды разного состава, например: метан - С Н 4 пропан - С 3Н 8 этан - С 2Н 6 бутан - С 4Н 10 и др. Попробуем подсчитать валентность углерода в этих веществах. Получаю тся разные целые и даже дробные значения: 4; 3; 2,66; 2,5. Н о этого не должно быть! К ак же соединяются атомы в молекулах этих веществ? К а ко ­ ва валентность углерода в них? Эти вопросы задавали себе и хим ики, стоящие у истоков развития органической химии. В середине X I X в. было установлено, что в органических соединениях углерод всегда четырехвалентен, а атомы углерода могут соединяться в цепочки. Эти откры тия стали основой Теории строения органических соединений (А. М . Бутлеров). Исходя из этих условий, составим графические форОрганические соединения м мулы углеводородов, представленных выше, помня о четырехвалентности углерода. Для углеводородов С Н 4, С 2Н 6, С 3Н 8 и С 4Н 10 проделаем следующие шаги: а) записываем цепочку из атомов углерода, соединяя их черточкой - единицей валентности; б) вокруг каждого атома углерода проставляем черточки так, чтобы всего их было четыре (углерод четырехвалентен): I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - с - - с - с - - с - с - с - - с - с - с - с - I I I I I I 1 1 1 1 в) дописываем по свободным черточкам атомы одновалентного водорода, таким образом получились структурные формулы: н н н н н н н н н н I I I I I I 1 1 1 1 н - с - н н - с - с - н н - с - с - с - н н - с - с - с - с - н I I I I I I 1 1 1 1 н н н н н н нннн метан (СН4) этан (С2Н6) пропан (С3Н8) бутан(С4Н10) Порядок соединения атомов в молекуле называется химическим строением.