유기화학의 기원과 발전의 역사 결론. 화학발전에 지대한 공헌을 한 위대한 과학자

인간은 세상에 산다 유기 화합물, 그리고 그 자신도 이 세상의 일부입니다. 우리에게 알려진 모든 생명체의 물질적 기초는 유기 화합물의 기능과 변형입니다. 따라서 이들 화합물의 성질과 특성에 대한 지식 없이는 생물학적 현상의 본질을 진정으로 이해하는 것이 불가능합니다. 당연한 일이다 생명 과학, 예를 들어 농업이나 의학과 같이 인간에게 가장 중요한 응용 과학과 관련하여 근본적인 것은 점점 더 분자 생물학의 기초를 기반으로 하고 있습니다. 후자는 자연 화합물의 화학을 기반으로 하며, 그 과학적 기초는 의심할 여지없이 일반 유기 화학입니다.

과학으로서 유기화학은 18세기 중반까지 존재하지 않았습니다. 그 무렵에는 동물화학, 식물화학, 광물화학이라는 세 가지 유형의 화학이 구별되었습니다. 동물 화학은 동물 유기체를 구성하는 물질을 연구했습니다. 야채 - 식물을 구성하는 물질; 광물 – 무생물의 일부인 물질. 그러나 이 원리는 유기물질과 무기물질의 분리를 허용하지 않았습니다. 예를 들어, 숙신산그룹에 속해 있었습니다 탄산수, 화석 호박을 증류하여 얻어지므로 칼륨은 식물물질군에 포함되고, 인산칼슘은 식물(목재) 및 동물(뼈)재료를 소성하여 얻어지므로 동물물질군에 포함됨 , 각각.

19세기 전반에는 탄소 화합물을 독립적인 화학 분야인 유기화학으로 분리하는 것이 제안되었습니다.

당시 과학자들 사이에서는 유기 화합물이 특별한 초자연적 영향을 받아 살아있는 유기체에서만 형성된다는 생명론적 세계관이 우세했습니다. 활력" 이는 무기물로부터 합성하여 유기물을 얻는 것이 불가능하고, 유기물과 무기물 사이에 극복할 수 없는 격차가 있음을 의미했습니다. 활력론은 과학자들의 마음 속에 너무나 확고하게 자리 잡았습니다. 오랫동안합성 시도가 이루어지지 않았습니다. 유기물. 그러나 생기론은 실천과 화학적 실험에 의해 반박되었습니다.

1828년 독일의 화학자 뵐러(Wöhler)는 시안산암모늄을 연구하던 중 우연히 요소를 얻었습니다.

1854년 프랑스인 베르텔로(Berthelot)가 지방과 관련된 물질을 합성했고, 1861년 러시아 과학자 부틀로프(Butlerov)가 설탕류와 관련된 물질을 합성했습니다. 이는 생기론 이론에 큰 타격을 주었으며, 마침내 유기 화합물의 합성이 불가능하다는 믿음을 깨뜨렸습니다.

화학자들의 이러한 업적과 기타 업적에는 이론적 설명과 일반화가 필요했습니다. 가능한 방법유기 화합물의 합성 및 그 특성과 구조의 연결.

따라서 유기 화학은 이름 자체에서 알 수 있듯이 유기 생명체와 유기 분자 구성에 대한 연구의 결과로 탄생했습니다.

19세기 전반. 유기화학 접수 최고의 발전프랑스와 독일에서. 그 성공은 주로 독일인 F. Wöhler, J. Liebig, R. Bunsen 및 프랑스 A. Dumas 및 S. Wurtz의 이름과 관련이 있습니다. 우리나라 유기 화학 발전의 창시자가 된 젊은 러시아 연구원들이 훈련 한 것은 실험실에서였습니다. 국내 화학자들의 해외 과학 여행은 1830년대에 시작되었다는 점에 유의해야 합니다. 보편화되기 시작하고 있습니다. 축적된 경험과 기술은 나중에 매우 유용하다는 것이 밝혀졌습니다.

역사적으로 유기화학의 첫 번째 이론은 라디칼 이론이었습니다(J. Dumas, J. Liebig, I. Berzelius). 저자에 따르면, 유기 화합물의 많은 변형은 일부 원자 그룹(라디칼)이 변하지 않고 한 유기 화합물에서 다른 유기 화합물로 전달되는 방식으로 진행됩니다. 그러나 유기 라디칼에서는 수소 원자가 염소 원자와 같이 수소와 화학적으로 다른 원자로 대체될 수 있다는 사실이 곧 발견되었습니다. 화합물저장되었습니다.

라디칼 이론은 더 많은 실험 자료를 다루는 보다 진보된 유형 이론으로 대체되었습니다(O. Laurent, C. Gerard, J. Dumas). 유형이론은 변형의 유형에 따라 유기물질을 분류한다. 수소 유형에는 탄화수소가 포함되고, 염화수소 유형에는 할로겐 유도체가 포함되며, 물 유형에는 알코올, 에테르, 산 및 무수물이 포함되며, 암모니아 유형에는 아민이 포함됩니다. 그러나 축적되어 온 막대한 양의 실험 자료는 더 이상 알려진 유형게다가 유형 이론은 새로운 유기 화합물의 존재와 합성 경로를 예측할 수 없었습니다. 과학의 발전을 위해서는 새롭고 더 진보적인 이론의 창조가 필요했는데, 그 탄생을 위해서는 이미 몇 가지 전제 조건이 존재했습니다. 탄소의 4가가 확립되었고(A. Kekule 및 A. Kolbe, 1857), 탄소 원자의 능력이 확립되었습니다. 원자 사슬을 형성하는 것이 나타났습니다 (A. Kekule 및 A. Cooper, 1857).

D.I.는 그를 “러시아 화학의 할아버지”라고 불렀습니다. 멘델레예프 A.A. Voskresensky. 이 과학자는 실제로 러시아에서 유기 화합물에 대한 체계적인 연구의 시작을 자극했습니다. 학생 G.I. Hess는 Giessen에 있는 Liebig의 실험실에서 교육을 계속했습니다. 여기서 그는 처음으로 나프탈렌과 퀸산의 원소 조성을 확립하고 그 조성을 결정하고 퀴논의 공식을 제안했습니다(1838). 고국으로 돌아온 Voskresensky는 1841년에 천연 알칼로이드인 테오브로민을 분리했습니다. 그러한 성취는 모든 유기화학자의 공로가 될 것입니다. 그러나 곧 Voskresensky는 실험적 연구를 중단하고 전적으로 연구에 전념했습니다. 교육 활동, 이는 러시아 화학자의 우수한 인력 훈련에 크게 기여했습니다.

유기 화합물의 구조 이론을 창안하는 결정적인 역할은 러시아의 위대한 과학자 Alexander Mikhailovich Butlerov의 것입니다. 1861년 9월 19일 제36차 독일 박물학자 회의에서 A.M. Butlerov는 "물질의 화학적 구조에 관하여"라는 보고서에서 이 사실을 발표했습니다.

Voskresensky와 Zinin의 젊은 현대인-A.M. Butlerov - D.I와 함께 고려됩니다. 멘델레예프는 19세기 러시아 화학에서 가장 저명한 인물이었습니다. 1851년부터 1857년까지 카잔 대학교를 졸업했습니다. 해외에서 지내며 파리에서 S. Wurtz와 함께, 하이델베르그에서 A. Kekule과 함께 일했습니다. 후자는 큰 영향력그의 이론적 아이디어의 형성에 대해. A.M. 자신의 말에 따르면 Butlerov는 유럽 과학자 실험실에 머물면서 "학생에서 과학자로의 전환"을 완료했습니다. A.M.의 해외 활동 때문에 자존심이 너무 겸손했다고 말할 수도 있습니다. Butlerova는 상당히 높은 독립성을 특징으로 합니다.

이론의 기본 원리 화학 구조 A.M. Butlerov는 다음과 같이 축소될 수 있습니다.

2. 물질의 특성은 화학구조에 따라 달라집니다. 화학 구조는 이웃 원자와 다른 원자를 통해 원자가 서로 상호 작용하고 상호 영향을 미치는 분자 내 원자 교대에서 특정 순서입니다. 결과적으로 각 물질은 고유한 물리적 특성과 화학적 특성. 예를 들어, 디메틸 에테르는 무취의 가스이며 물에 불용성입니다. = -138°C, 끓는점 = 23.6°C; 에틸알코올 – 냄새가 나는 액체로 물에 용해됩니다. = -114.5°C, 완전히 끓입니다. = 78.3℃.
유기 물질 구조 이론의 이러한 입장은 유기 화학에서 널리 퍼져 있는 이성질체 현상을 설명했습니다. 주어진 화합물 쌍인 디메틸 에테르와 에틸 알코올은 이성질체 현상을 설명하는 예 중 하나입니다.

3. 물질의 특성에 대한 연구를 통해 물질의 화학 구조를 결정할 수 있으며, 물질의 화학 구조에 따라 물리적, 화학적 특성이 결정됩니다.

4. 탄소 원자는 서로 연결되어 탄소 사슬을 형성할 수 있습니다. 다양한 방식. 개방형 및 폐쇄형(순환), 직접형 및 분기형이 모두 가능합니다. 탄소 원자가 서로 연결하는데 사용하는 결합 수에 따라 사슬은 포화(단일 결합)되거나 불포화(이중 및 삼중 결합)될 수 있습니다.

5. 각 유기 화합물은 하나의 특정 구조식을 갖습니다. 구조식 4가 탄소의 위치와 그 원자가 사슬과 고리를 형성하는 능력을 기반으로 만들어졌습니다. 실제 물체인 분자의 구조는 화학적, 물리적 방법을 사용하여 실험적으로 연구할 수 있습니다.

A.M. Butlerov는 유기 화합물 구조 이론에 대한 이론적 설명에만 국한되지 않았습니다. 그는 일련의 실험을 수행하여 이소부탄, 3급 부틸 알코올 등을 생성하여 이론의 예측을 확인했습니다. 이로 인해 A.M. Butlerov는 1864년에 이용 가능한 사실을 통해 모든 유기 물질을 합성할 수 있는 가능성을 보증할 수 있다고 선언할 수 있었습니다.

"스타"는 A.M. 1861년 부틀레로프는 실용적이고 이론적인 측면에서 중요한 화합물인 헥사메틸렌테트라아민(우로트로핀)을 처음 합성하고 "메틸렌니탄"이라고 부르는 당 물질의 완전한 합성을 수행했습니다. 그리고 9월 19일 슈파이어에서 열린 독일 의사 및 박물학자 회의에서 과학자는 "물질의 화학 구조에 관한" 보고서를 발표했습니다. 그 안에서 그는 자신의 주요 가정을 공식화했습니다. 유명한 이론유기 화합물의 구조. 원래 가정은 다음과 같습니다. “…복잡한 입자의 화학적 성질은 기본 구성 부분의 성질, 그 수 및 화학 구조에 의해 결정됩니다… 신체의 일부인 각 화학 원자는 후자의 형성에 참여하고 여기에 속하는 일정량의 화학적 힘(친화력)을 가지고 여기에 작용합니다." 모든 동시대인이 A.M. Butlerov는 이의를 제기하면서 화학 구조 이론이 유기 화학의 발전에 눈에 띄는 영향을 미쳤습니다. 더욱이 그것은 본질적으로 러시아 과학자가 소유한 유기화학 분야의 경험적 사실에 대한 최초의 근본적인 일반화가 되었습니다. 1830~1850년 기간 동안 서유럽 과학자들은 유기 화합물의 구조와 특성을 설명하기 위한 많은 이론을 제안했습니다. 한 이론은 다른 이론으로 대체되었으며, 종종 본질적으로 그 반대였습니다. 그러나 이 모든 이론은 궁극적으로 원자-분자 이론의 최종 승인에 기여했습니다. 이 기간 동안 러시아에서는 유기화학이 순전히 실험적인 과학으로 남아 있었습니다. 주요 임무는 새로운 화합물의 합성이었습니다. A.M. 이론의 출현으로. Butlerov의 상황은 눈에 띄게 변하기 시작했습니다.

우선, 저자 자신이 몇 년 후 D.I.와 마찬가지로 실험 작업에 자신의 이론을 널리 적용했습니다. 멘델레예프는 주기율표의 예측 기능을 사용하여 알려지지 않은 원소의 존재와 특성을 예측했습니다. A.M.의 구조 이론을 기반으로 합니다. 1864년 Butlerov는 많은 유기 화합물의 이성질체 현상을 예측하고 설명했으며, 또한 여러 포화 및 불포화 화합물의 합성을 수행하고 구조를 확립했습니다. 주목할만한 상황을 한 가지 더 살펴 보겠습니다. 설립 초기 수십 년 동안 국내 유기 화학은 방향족 화합물 연구에 집중했습니다. 1860년대부터. 지방족 화합물에 대한 연구는 상당한 범위를 확보하고 있습니다.

1864-1866년. 오전. Butlerov는 "유기 화학의 완전한 연구 소개"교과서를 작업했습니다. Walden의 설명에 따르면, 이 책은 “모든 유기화학이 화학 구조에 대한 새로운 교리에 기초하여 제시된 최초의 러시아어 교과서였습니다. 또한 일관성 있고 일관성 있는 내용을 압축된 형식으로 제시한 최초의 일반 교과서이기도 합니다. 전체 적용이 가르침."

19세기 중반의 저명한 상트페테르부르크 연구자 중 한 명. Yu.F를 언급하지 않을 수 없습니다. Fritzsche 및 B.S. 야코비. 그들 중 첫 번째는 작센 출신으로 러시아에서 40년 이상 살았습니다. 그는 숙련된 실험가였지만 그의 원작은 서로 내부적으로 연관되어 있지 않았습니다. 다른 문제화학이지만 "유기 성분"이 중요했습니다. Fritzsche는 러시아 최초로 인디고에서 아닐린을 분리하여 안트라닐산을 얻었고(1840), 방향족 탄화수소와 발색 반응을 일으키는 디니트로안트라퀴논을 합성했으며, 콜타르에서 안트라센을 추출했습니다(1866).

학사 베를린 대학교와 괴팅겐 대학교에서 교육을 받은 Jacobi는 러시아에서 전기화학 연구에 대한 관심을 다시 불러일으켰습니다. 그의 가장 큰 업적은 1838년에 갈바노플라스틱(galvanoplasty)을 발견한 것입니다.

안에 추가 개발유기 화합물 구조 이론의 입증은 Butlerov의 추종자 인 V.V. Markovnikov, E.E. Wagner, N.D. Zelinsky, A.N. Nesmeyanov 등이 중요한 역할을했습니다.

모든 러시아 화학자 중에서 V.V. Markovnikov는 Butlerov의 화학 구조 이론에 가장 중요한 공헌을했으며 특히 원자의 상호 영향에 대한 교리를 개발했습니다. 그는 또한 "이성질체 현상"과 "조건합체 현상"의 개념에 대한 명확한 정의를 제시하고 화합물의 구조에 따른 치환, 제거, 이중 결합에서의 첨가 및 이성질화 반응 방향에 대한 규칙을 공식화했습니다(마르코프니코프의 규칙). Markovnikov는 실제로 석유화학의 기초를 마련하고 이를 발견했습니다. 새로운 수업유기 화합물 - 나프텐.

오전. Zaitsev는 유기 합성 분야의 기본 작업을 수행했습니다. 그중에서도 우선 그가 1870~1875년에 발전했다는 점에 주목해야 한다. 유기 아연 화합물을 통해 다양한 종류의 알코올을 생산하는 방법. 유사한 방법곧 많은 유기 합성 분야에서 보편적인 것으로 밝혀졌습니다.

1844년, 클라우스는 백금광석 가공 폐기물에서 새로운 화학 원소인 루테늄을 발견했습니다. 라틴어 이름러시아 - 루테니아. 루테늄은 가족 중 마지막으로 남은 알려지지 않은 구성원이었습니다. 귀금속. 이 발견을 높이 평가한 J. 베르셀리우스(J. Berzelius)는 카잔 과학자에게 그의 이름이 "화학 역사에 지워지지 않게 기록될 것"이라고 썼습니다. 클라우스는 우리나라 백금 금속에 대한 체계적인 연구의 창시자가 될 수 있습니다. 당시 그의 업적은 세계 수준보다 눈에 띄게 뛰어났습니다. 그는 가족의 개별 ​​요소의 속성을 연구했을 뿐만 아니라 이러한 속성의 변화 패턴을 확립하려고 노력했습니다. 클라우스는 백금 금속을 가벼운 금속(루테늄-로듐-팔라듐)과 무거운 금속(오스뮴-이리듐-백금)의 두 그룹으로 나누는 것을 최초로 제안했습니다. 그는 또한 백금 복합 화합물, 특히 암모니아를 연구했습니다. 1854년에 과학자는 다음과 같은 책을 출판했습니다. 독일 사람풍부한 참고 자료가 포함된 논문 "백금 금속 화학 재료". 이 작품은 1928년에야 러시아어로 출판되었습니다. 불행하게도 클라우스에게는 학생도 추종자도 없었습니다. 그의 연구가 계속되었다면 러시아는 복합 화합물 화학 연구에서 선도적인 위치를 차지했을 것입니다. 왜냐하면 백금과 백금은 이 분야에서 가장 비옥한 물질이기 때문입니다. 스위스 과학자 A. Werner가 조정 이론을 창안한 19세기 말에야 이러한 화합물이 N.S.에 의해 연구되기 시작했습니다. 쿠르나코프와 L.A. Chugaev.

화학에서는 물질 조직의 구조적 수준에 대한 아이디어가 점차 형성되었습니다. 물질의 합병증은 가장 낮은 원자부터 시작하여 분자, 거대분자, 고분자 화합물(폴리머), 분자 간 화합물(복합체, 포접 화합물, 카테난), 마지막으로 다양한 거대 구조(결정, 미셀)의 단계를 거칩니다. 무기한 비화학양론적 형성까지.

여전히 유기화학의 기초가 되는 구조이론이 지난 세기 70~80년대에 등장한 이후, 과학자들은 자연에서 발견되는 물질의 구조를 의도적으로 결정하기 시작했습니다. 처음에는 에틸 알코올과 같은 매우 단순한 화합물이었고, 아스피린과 같은 더 복잡한 화합물, 그리고 가장 유망한 현대 항암제 중 하나인 탁솔과 같은 매우 복잡한 구조였습니다.

유기화학의 구조이론은 놀라운 이론이다. 성공에도 불구하고 양자 역학, 관련 분야의 성공에도 불구하고 신체 분야, 그녀는 여전히 위에서 언급했듯이 기본이론유기화학. 여기에는 다음과 같은 설득력 있는 인용문이 적절합니다. “과학에는 아무것도 없습니다. 일반 이론(엄격한 수학적 공식을 가진 것들을 고려하더라도) 우리가 구조 이론이라고 부르는 개념의 몫보다 가장 이질적인 사실을 간단한 형태로 일반화하는 데 더 성공할 것입니다.”(H. Lewis).

구조이론은 입체화학으로 보완되었다. 사실 화학은 3차원 물체를 다루고, 3차원 물체는 물체와 그 거울 이미지가 다른 물체일 때 키랄성을 가질 수 있습니다.

유기화학의 기본 개념은 구조이론에 입체화학을 보충한 것이다. 이 기본 이론을 바탕으로 화학자들은 천연 물질의 구조를 확립하고 더 중요하게는 유기 화합물의 합성(키랄 분자의 경우 비대칭 합성)을 수행하기 시작했습니다.

마침내 화학은 그 자체의 연구 대상을 탄생시켰습니다. 화학자들은 자연에 존재하지 않는 엄청난 양의 물질을 합성했습니다. 이것 창의성화학은 예술과 같습니다. 예를 들어, 엄밀히 말하면 안나 카레니나는 실제로 존재하지 않았지만 많은 사람들이 안나 카레니나의 특성을 묘사할 수 있습니다. 화학에서는 거의 동일합니다. 화학자가 합성한 많은 물질은 자연에 존재하지 않지만 화학 법칙을 알면 이를 합성하고 평행한 자연을 만들 수 있습니다.

순전히 실용적인 가치 외에도 이러한 물체는 연구자의 미학적 요구도 충족합니다. 예를 들어 프로펠러 형태로 연결된 아름다운 시클로프로판 클러스터를 합성하는 것이 가능합니다. 특히, 독특한 구조적 및 실제적 관심은 지금까지 알려지지 않은 고리형 삼각형, 특히 구조의 둘레를 따라 6개의 시클로프로판이 있는 팔각형 또는 육각형입니다. 우리는 이제 이러한 연결에 대한 접근 방식을 찾고 있습니다.

따라서 화학자들은 매우 단순한 물질의 구조를 확립하는 것부터 시작하여 여러 면에서 독특한 구조의 세계를 창조했습니다. 현재 과학에 알려진 모든 물질(약 1,500만개) 중 약 95%가 탄소화합물, 즉 유기물질이다. 유기 화학 및 생유기 화학 분야의 작업은 다른 모든 화학 분야보다 빠르게 증가하고 있습니다(그 양도 증가하고 있지만 훨씬 더 느립니다).

유기 화학 발전의 최신 단계는 물질 구조와 입체 화학적 개념에 대한 공간 개념의 급속한 발전이 특징입니다. 1874~75년에 J. A. 르 벨(J. A. Le Bel)과 반트 호프(Van't Hoff)는 탄소 원자와 관련된 4개의 원자 또는 라디칼이 동일한 평면에 위치하지 않고 공간에 사면체의 꼭지점을 따라 위치한다고 제안했습니다. 탄소 원자. 이와 관련하여 이성질체의 개념이 확장되고 여러 가지 유형이 확립되었으며 입체화학의 기초가 마련되었습니다. 많은 분자의 경우 안정적인 공간 구성이 결정되었습니다. 그 후, 연구자들은 단순 결합 주위의 원자 그룹의 자유 회전의 어려움으로 인해 발생하는 분자의 불안정한 형태를 확립했습니다.

따라서 유기화학 분야의 작업량이 증가하고 있으며 지적 구조 유기화학은 오랫동안 자체적으로 소진되지 않을 것입니다. 그러나 다음에는 어디로 갈까요? 또 1,500만 개의 물질을 합성한다고요? 왜냐면 이 모든 다양성 중에서 실제 사용오직 10,000~30,000개의 물질만이 발견되며, "다음에는 어디로 갈 것인가?"라는 매우 근본적인 질문이 생깁니다.

현대 이론 유기 화학은 물질 구조에 대한 일반적인 물리적 교리, 양자 이론, 열역학 및 통계 물리학의 성과를 기반으로 합니다.

유기화학은 큰 발전을 이루었습니다. 따라서 많은 단백질을 자동으로 합성하는 방법이 개발되었습니다. 테트로도톡신, 헤모글로빈, 412개 아미노산을 함유한 아스파르테이트 아미노트랜스퍼라제 등 여러 가지 중요한 천연 물질의 구조가 확립되었습니다. 가장 복잡한 천연 화합물(퀴닌, 비타민 B12, 심지어 엽록소)이 합성되었습니다. 큰 영향유기화학은 분자생물학의 발전에 영향을 미쳤다. 유기화학은 강력한 중유기합성 산업 창출의 기반을 형성했습니다.

30년대에야 독립적인 화학 분야로 형성된 고분자 화학은 고분자 화합물의 합성 방법, 그 특성 및 변형, 고분자로 만들어진 몸체의 특성에 대한 전체 아이디어 복합체를 연구합니다. 을 위한 현대 무대고분자 화학은 유기금속 화합물, 특히 입체규칙성 고분자의 합성에 의한 촉매 중합 메커니즘에 대한 심층 연구와 고분자 화합물의 미세 구조에 대한 연구를 특징으로 합니다. 폴리머의 특성은 다음에만 의존하는 것이 아니라는 것이 확립되었습니다. 화학적 구성 요소, 거대 분자의 구조 및 크기, 그러나 그 이상 상대 위치및 포장(초분자 구조). 중요한 성과는 내열성 폴리머(유기실리콘, 폴리이미드 등)를 생성한 것입니다. 고분자 화학의 성공으로 인해 플라스틱, 합성 고무, 화학 섬유, 페인트 및 바니시, 이온 교환기, 접착제 등의 생산과 같은 화학 산업의 중요한 분야를 창출할 수 있게 되었습니다.

현대 유기화학의 성공은 엄청납니다. 유기 합성을 통해 호르몬, 효소, 비타민, 염료 등 매우 복잡한 화합물을 얻을 수 있습니다. 유기화학은 화학자들이 더 복잡한 유기 화합물을 합성할 수 있게 되면 내일 훨씬 더 큰 도전에 직면하게 될 것입니다. 유기 물질은 식품, 페인트 및 광택제, 섬유, 제약, 가죽 등 거의 모든 산업 분야에서 사용됩니다. 오늘날 유기화학 없이는 상상할 수 없습니다. 현대 의학, 농업, 기계 공학 및 운송, 전기 산업, 건설.

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드미트리 이바노비치 멘델레예프(Dmitry Ivanovich Mendeleev) 토볼스크에서 체육관 관장의 가족으로 태어났습니다. 고등학교를 졸업한 후 그는 상트페테르부르크의 중앙 교육학 연구소에 입학하여 금메달을 받았습니다. 학생으로서 그는 첫 번째 과학 연구를 발표했습니다. 그는 Simferopol 체육관에서 선임 교사로 일한 후 Odessa의 Richelieu Lyceum 체육관에서 일했습니다. 논문을 옹호한 후 그는 학생들에게 강의하고 실습 수업을 진행합니다. 1834 - 1907 19세기 세계 최고의 과학자이자 뛰어난 화학자 중 한 명.




러시아로 돌아온 후 그는 상트페테르부르크 대학의 교수로 선출되어 23년 동안 과학 및 교육학 업무를 수행했습니다. Mendeleev의 가장 큰 작품은 다음과 같습니다. 용액의 물리화학적 특성, 가스 상태 분야의 연구; 솔루션의 수화 이론(오늘날에도 여전히 관련이 있음). 그는 저자이다 기본 연구화학 기술, 물리학, 계측학, 항공학, 농업, 경제, 교육 분야. 그는 다양한 화학 제품 생산을 위한 원료로 석유를 사용하는 것을 특히 중요하게 생각했습니다. 설립하다 일반 방정식이상기체 상태(Cliperon-Mendeleev 방정식). 그는 무연 화약 개발에 참여했습니다. 1859년 4월, 멘델레예프는 과학 여행을 위해 독일로 떠났습니다. 하이델베르그에서 그는 모세관 현상을 연구하고 저명한 과학자들을 만났으며 화학 회의에 참석했습니다.




그는 러시아 최초의 교과서 "유기 화학"과 "화학의 기초"라는 책의 저자입니다. D.I. Mendeleev는 과학 분야의 뛰어난 업적을 위해 많은 외국 과학 아카데미 및 과학 학회의 명예 회원으로 선출되었습니다. 그는 러시아 화학 학회(현재는 드미트리 이바노비치 멘델레예프의 이름을 딴 러시아 화학 학회) 창설의 창시자였으며, 중량 및 측정 중앙 회의소(연구소는 그의 이름을 따서 명명됨)의 조직자이자 첫 번째 이사였습니다. 계측연구소 벽에는 다음과 같은 글이 게시되어 있습니다. 주기율표. 1869년에 그는 주기율을 발견하고 주기율표를 창안했습니다. 일부 요소의 속성을 예측하고 설명했습니다. 러시아의 위대한 화학자 드미트리 멘델레예프(Dmitri Mendeleev)의 우선권을 인정하여 일련번호 101 Md의 원소를 멘델레비움(mendeleevium)으로 명명했습니다.




Jens Jacob Berzelius 1779 - 1848 스웨덴의 화학자이자 광물학자. 웁살라에서 화학을 공부했습니다. (산소 기준) 상대 질량 표를 작성했습니다. 원자 교리의 발전에 기여했습니다. 전기화학이론 창시 화학 결합그리고 이를 토대로 원소, 화합물, 광물을 분류했습니다. 그는 오늘날에도 여전히 사용되는 화학적 상징 체계를 개발했습니다. 물질 구조에 관한 최초의 이론을 창안했습니다. 세륨, 셀레늄, 실리콘, 지르코늄, 탄탈륨, 바나듐을 발견했습니다. 그는 5판을 거쳐 3권으로 된 교과서를 출판했습니다.




John Dalton 1766 - 1844 영국의 뛰어난 화학자이자 물리학자는 Eaglestfeld의 가난한 가정에서 태어났습니다. 나는 스스로 교육을 받았습니다. 화학에서 원자 개념의 창시자. 그는 처음으로 "원자량"이라는 개념을 도입하고 수소의 원자 질량을 하나로 간주하여 상대 원자 및 분자 질량 표를 작성했습니다. 물, 암모니아, 황산 등의 상대적 분자량을 결정했습니다. 화학에 원소 기호와 화합물 공식을 도입했습니다. 이론적으로 다중비의 법칙을 발견했습니다. 그는 원자 구조 이론을 제시하고 입증했습니다. 그는 인간이 자신이 앓고 있는 개별 색상인 '색맹'에 면역이라는 사실을 발견했습니다.




앙투안 로랑 라부아지에(1743~1794) 프랑스의 화학자. 부유한 집안에서 태어나 교양교육을 받았다. 그는 자연 과학을 연구하려는 큰 의지를 보였습니다. 그는 자비로 실험실을 만들었습니다. 과학 화학의 창시자 중 한 사람은 그것을 실험 과학으로 간주했습니다. 그는 공기와 물의 구성이 복잡하다는 것을 증명했습니다. 산소의 참여로 연소, 금속 연소 및 호흡 과정을 올바르게 설명했습니다. 유기 분석 및 열화학의 기초를 마련했습니다. 파리 과학 아카데미 회원 라부아지에의 삶은 비극적으로 끝났습니다. 서포터가 되다 입헌 군주국, 그는 프랑스 혁명 중에 처형되었습니다.




조셉 프리스틀리(Joseph Priestley)는 영국의 화학자이자 철학자로서 18세기 가장 저명한 과학자 중 한 사람입니다. 데벤트리 아카데미에서 문학 및 신학 교육을 받았습니다. 프랑스 대혁명의 지지자로서 박해를 받아 미국으로 이주했습니다. 상트페테르부르크 과학아카데미 명예회원. Priestley의 화학 연구는 가스 과학의 기초를 마련했습니다. 그는 이산화탄소를 연구했고, 최초로 암모니아, 염화수소, 산화질소(1)를 얻었고, 산소를 발견했습니다. 그는 식물이 공기를 “수정”한다는 것을 보여주었습니다. 1733년 - 1804년




마이클 패러데이(Michael Faraday): 영국의 화학자이자 물리학자. 런던에서 태어났습니다. 나는 스스로 공부했다. 런던 왕립연구소의 실험실 책임자이자 교수. 상트페테르부르크 과학아카데미 명예회원. 그는 석회석의 화학 분석에 참여하고, 철 합금을 연구하고, 액체 염소, 황화수소, 암모니아를 얻고, 벤젠을 발견했습니다. 촉매 반응의 선구자이자 연구자. 발견된 현상 전자기 유도. 발견됨 화학적 작용 전류. 전기분해의 정량적 법칙을 확립했습니다. 파라자성과 반자성을 발견했습니다. 1791년 - 1867년 전기장과 자기장의 개념 도입




칼 빌헬름 셸레(Karl Wilhelm Scheele) 스웨덴 화학자, 스웨덴 왕립과학원 회원. 교육 및 직업별 약사. 그는 스웨덴의 여러 도시의 약국에서 일하면서 화학 연구를 수행했습니다. 염소, 글리세린, 몰리브덴 및 텅스텐 무수물을 받았습니다. 그는 불화수소, 사불화규소, 산화바륨 및 타르타르산, 옥살산, 젖산, 시안화수소 등의 여러 산을 발견했습니다. 그는 갓 소성된 숯이 가스를 흡수하는 능력을 발견했습니다. 미네랄을 연구했습니다. 광물 회중석 CaWO4는 그의 이름을 따서 명명되었습니다. 1742-1786




헨리 캐번디시(Henry Cavendish) 1731 - 1810 니스에서 태어나 케임브리지 대학교를 졸업했습니다. 그는 물리학 분야의 연구에 참여하여 근본적으로 중요한 정보로 화학을 풍부하게 했습니다. 공기의 기본 구성을 확립했습니다. 그는 수소를 태워 물을 얻었고 이 반응에서 상호작용하는 기체의 부피 비율을 결정했습니다. 나는 습한 공기에 전기 스파크가 작용하면 질산이 형성된다는 것을 관찰했습니다. 물리학 분야에서 그는 나중에 발견될 것을 예상했습니다. 케임브리지 대학의 물리학 실험실은 캐번디시의 이름을 따서 명명되었습니다.




러시아 화학자. 그는 유기 화합물의 화학 구조 이론을 연구했으며, 두 개의 이성질체 부탄, 세 개의 펜탄, 지방족 알코올(아밀 알코올까지) 등 여러 유기 화합물의 이성질체를 예측하고 설명했으며, 인류 역사상 최초의 매뉴얼을 썼습니다. 화학 구조 이론에 기초한 과학 - "유기 화학의 완전한 연구 소개." Alexander Mikhailovich Butlerov 1828 -1886




Vladimir Vasilievich Markovnikov는 러시아의 화학자로서 유기화학 분야에서 일했습니다. 그는 유기 물질에서 원자의 상호 영향, 이중 결합의 치환 방향, 제거 방향, 화학 구조에 따른 이성질체화 반응(마르코프니코프의 법칙)을 연구했으며, 석유의 구성도 연구했습니다. 새로운 종류의 유기화합물인 나프텐을 발견했습니다. 그는 대학에서 화학 연구와 화학 교육 발전에 큰 공헌을 했습니다. 1837년부터 1904년까지 러시아 화학 학회의 조직자 중 한 명




뛰어난 러시아 유기 화학자, 상트페테르부르크 과학 아카데미의 학자, 러시아 물리 화학 학회 초대 회장. 니트로벤젠에 대한 수소의 작용에 의한 아닐린의 제조 "벤지딘 재배열"(산의 작용하에 히드라조벤젠의 재배열) 발견 Nikolai Nikolaevich Zinin 1812 -1880




Nikolai Dmitrievich Zelinsky 소련 유기 화학자, 소련 과학 아카데미 (1929)의 학자, 유기 촉매 교리의 창시자 중 한 명. 방독면 제작(A. Kumant와 공동) 오토클레이브에서 단백질 가수분해를 처리하여 아미노산 조성 확립 다양한 화학 분야에 근본적인 공헌을 한 대규모 과학자 학교 설립. 1861년 - 1953년




콘텐츠

소개

화학은 물질의 구성, 특성, 변형뿐만 아니라 이러한 변형에 수반되는 현상을 연구합니다. 과학으로서의 화학의 첫 번째 정의 중 하나는 러시아 과학자 M.V. 로모노소프: "화학 과학은 신체의 특성과 변화를 조사합니다. 신체의 구성은... 화학적 변형 중에 물질에 어떤 일이 일어나는지 설명합니다." Mendeleev에 따르면 화학은 원소와 그 화합물에 대한 연구입니다. 화학은 우리 주변의 세계를 연구하는 자연과학을 말합니다. 물리학, 생물학, 지질학 등 다른 자연 과학과 밀접한 관련이 있습니다. 물리화학, 지구화학, 생화학 등 현대 과학의 많은 분야가 이러한 과학의 교차점에서 탄생했습니다. 화학은 또한 과학 및 기술의 다른 분야와도 밀접한 관련이 있습니다. 그것은 널리 사용됩니다 수학적 방법, 전자 컴퓨터의 프로세스 계산 및 모델링이 사용됩니다. 현대 화학에서는 많은 독립적인 섹션이 등장했으며, 그 중 가장 중요한 것은 위에서 언급한 것 외에도 무기 화학, 유기 화학, 화학입니다. 고분자, 분석화학, 전기화학, 콜로이드 화학 등.

관련성. 언제나 화학은 인간의 실제 활동에 도움이 됩니다. 고대에도 공예품이 생겨났습니다. 화학 공정: 금속, 유리, 세라믹, 염료 생산. 화학은 다음과 같은 중요한 역할을 합니다. 현대 산업. 화학 및 석유 화학 산업경제의 기능이 불가능한 가장 중요한 산업입니다. 가장 중요한 생성물 중에는 산, 알칼리, 염, 광물질 비료, 용제, 오일, 플라스틱, 고무, 합성 섬유 등. 야금, 기계 공학, 운송, 건축 자재 산업, 전자, 경공업, 식품 산업 등 많은 산업의 발전은 화학과 관련되어 있습니다.

화학 연구의 대상은 물질입니다.일반적으로 혼합물과 순물질로 구분됩니다. 후자 중에는 단순하고 복잡한 것이 구별됩니다. 400개 이상의 단순 물질이 알려져 있으며, 훨씬 더 복잡한 물질이 알려져 있습니다. 수십만 개가 무기 물질로 분류되고 수백만 개가 유기 물질로 분류됩니다.

많은 산업에서는 촉매작용(프로세스 가속화)과 같은 화학적 방법을 사용합니다. 화학적 처리금속, 부식으로부터 금속 보호. 화학은 제약 산업 발전에 중요한 역할을 합니다. 모든 약물의 대부분은 합성을 통해 얻어집니다. 독점적으로 큰 중요성화학에는 농업, 광물질 비료, 해충에 대한 식물 보호 제품, 식물 성장 조절제, 화학 첨가제 및 동물 사료 및 기타 제품용 방부제를 사용합니다. 용법 화학적 방법농업에서는 여러 관련 과학의 출현으로 이어졌습니다.

작업의 목표

작업:

연구대상 유기화학.

연구 주제:

1장. 세계 화학의 형성과 발전에서 국내 과학자의 역할

1. 유기화학의 주제와 발전경로

1828년 독일의 화학자 뵐러(Wöhler)는 시안산암모늄을 연구하던 중 우연히 요소를 얻었습니다.

1854년 프랑스인 베르텔로(Berthelot)가 지방과 관련된 물질을 합성했고, 1861년 러시아 과학자 부틀로프(Butlerov)가 설탕류와 관련된 물질을 합성했습니다. 이는 생기론 이론에 큰 타격을 주었으며, 마침내 유기 화합물의 합성이 불가능하다는 믿음을 깨뜨렸습니다. 화학자들의 이러한 업적과 기타 업적에는 유기 화합물의 합성 가능한 경로와 유기 화합물의 특성과 구조의 연결에 대한 이론적 설명과 일반화가 필요했습니다. 역사적으로 유기화학의 첫 번째 이론은 라디칼 이론이었습니다(J. Dumas, J. Liebig, I. Berzelius). 저자에 따르면, 유기 화합물의 많은 변형은 일부 원자 그룹(라디칼)이 변하지 않고 한 유기 화합물에서 다른 유기 화합물로 전달되는 방식으로 진행됩니다. 그러나 유기 라디칼에서는 수소 원자가 염소 원자와 같이 수소와 화학적으로 다른 원자로도 대체될 수 있으며 화합물의 유형이 보존된다는 사실이 곧 발견되었습니다. 라디칼 이론은 더 많은 실험 자료를 다루는 보다 진보된 유형 이론으로 대체되었습니다(O. Laurent, C. Gerard, J. Dumas). 유형이론은 변형의 유형에 따라 유기물질을 분류한다. 수소 유형에는 탄화수소가 포함되고, 염화수소 유형에는 할로겐 유도체가 포함되며, 물 유형에는 알코올, 에테르, 산 및 무수물이 포함되며, 암모니아 유형에는 아민이 포함됩니다. 그러나 축적되고 있던 막대한 실험 자료는 더 이상 알려진 유형에 맞지 않으며, 게다가 유형 이론으로는 새로운 유기 화합물의 존재와 합성 방법을 예측할 수 없었습니다. 과학의 발전을 위해서는 새롭고 더 진보적인 이론의 창조가 필요했는데, 그 탄생을 위해서는 이미 몇 가지 전제 조건이 존재했습니다. 탄소의 4가가 확립되었고(A. Kekule 및 A. Kolbe, 1857), 탄소 원자의 능력이 확립되었습니다. 원자 사슬을 형성하는 것이 나타났습니다 (A. Kekule 및 A. Cooper, 1857). 유기 화합물의 구조 이론을 창안하는 결정적인 역할은 러시아의 위대한 과학자 Alexander Mikhailovich Butlerov의 것입니다. 1861년 9월 19일 제36차 독일 박물학자 회의에서 A.M. Butlerov는 "물질의 화학적 구조에 관하여"라는 보고서에서 이 사실을 발표했습니다. A.M. Butlerov의 화학 구조 이론의 주요 조항은 다음과 같이 축소 될 수 있습니다. 1. 유기 화합물 분자의 모든 원자는 원자가에 따라 특정 순서로 서로 결합됩니다. 원자의 순서를 바꾸면 새로운 특성을 지닌 새로운 물질이 형성됩니다. 예를 들어, C2H6O라는 물질의 조성은 디메틸 에테르(CH3–O–CH3)와 에틸 알코올(C2H5OH)이라는 두 가지 다른 화합물에 해당합니다. 2. 물질의 특성은 화학구조에 따라 달라집니다. 화학 구조는 이웃 원자와 다른 원자를 통해 원자가 서로 상호 작용하고 상호 영향을 미치는 분자 내 원자 교대에서 특정 순서입니다. 결과적으로 각 물질은 고유한 물리적, 화학적 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 디메틸 에테르는 무취의 가스이며 물에 불용성입니다. = -138°C, t°끓임. = 23.6°C; 에틸 알코올 – 냄새가 나는 액체, 물에 용해됨, mp. = -114.5°C, t°끓임. = 78.3°C. 유기 물질 구조 이론의 이러한 입장은 유기 화학에서 널리 퍼져 있는 이성질체 현상을 설명했습니다. 주어진 화합물 쌍인 디메틸 에테르와 에틸 알코올은 이성질체 현상을 설명하는 예 중 하나입니다. 3. 물질의 특성에 대한 연구를 통해 물질의 화학 구조를 결정할 수 있으며, 물질의 화학 구조에 따라 물리적, 화학적 특성이 결정됩니다. 4. 탄소 원자는 서로 연결되어 다양한 유형의 탄소 사슬을 형성할 수 있습니다. 개방형 및 폐쇄형(순환), 직접형 및 분기형이 모두 가능합니다. 탄소 원자가 서로 연결하는데 사용하는 결합 수에 따라 사슬은 포화(단일 결합)되거나 불포화(이중 및 삼중 결합)될 수 있습니다. 5. 각 유기 화합물은 하나의 특정한 구조식 또는 구조식을 가지고 있으며, 이는 4가 탄소의 제공과 사슬과 고리를 형성하는 원자의 능력을 기반으로 만들어졌습니다. 실제 물체인 분자의 구조는 화학적, 물리적 방법을 사용하여 실험적으로 연구할 수 있습니다. A.M. Butlerov는 유기 화합물 구조 이론에 대한 이론적 설명에만 국한되지 않았습니다. 그는 일련의 실험을 수행하여 이소부탄인 tert를 얻어 이론의 예측을 확인했습니다. 부틸알코올 등 이로 인해 A.M. Butlerov는 1864년에 이용 가능한 사실을 통해 모든 유기 물질을 합성할 수 있는 가능성을 보증할 수 있다고 선언할 수 있었습니다. 유기 화합물 구조 이론의 추가 개발 및 입증에서 Butlerov의 추종자들은 V.V. Markovnikov, E.E. Wagner, N.D. Zelinsky, A.N. Nesmeyanov 등 이론 분야에서 유기 화학 발전의 현대 시대 양자역학 방법이 유기화학에 점점 더 많이 침투하는 것이 특징입니다. 그들의 도움으로 분자 내 원자의 상호 영향에 대한 특정 징후의 원인에 대한 질문이 해결됩니다. 유기 합성 개발 분야에서 현대 시대는 다음을 포함한 수많은 유기 화합물 생산이 크게 발전하는 것이 특징입니다. 천연 물질- 항생제, 각종 의약 화합물, 수많은 고분자 화합물. 유기화학은 생리학 분야에 깊이 침투해 왔습니다. 따라서 화학적 관점에서 보면 신체의 호르몬 기능, 전달 메커니즘 신경 자극. 과학자들은 단백질 구조와 합성 문제를 해결하는 데 가까워졌습니다. 독립적인 과학으로서의 유기화학은 계속 존재하며 집중적으로 발전하고 있습니다. 이것은 설명된다 다음과 같은 이유로: 1. 탄소는 다른 원소와 달리 서로 결합하여 긴 사슬(이성질체)을 생성할 수 있기 때문에 다양한 유기 화합물이 존재합니다. 현재 알려진 유기화합물은 약 600만개에 달하는 반면, 무기화합물은 약 70만개에 불과하다. 2. 최대 10,000개의 원자를 포함하는 유기 물질 분자의 복잡성(예: 천연 생체 고분자 - 단백질, 탄수화물). 3. 무기 화합물에 비해 유기 화합물의 특성의 특이성 (상대적으로 낮은 온도에서의 불안정성, 낮은 - 최대 300 ° C - 융점, 인화성). 4. 무기물 특유의 반응에 비해 유기물 간의 반응이 느리고, 형성 부산물, 결과 물질 및 기술 장비의 분리에 대한 세부 사항. 5. 거대한 실질적인 의미유기 화합물. 그것은 우리의 음식과 의복, 연료, 각종 약물, 수많은 고분자 재료 등

유기 화합물의 분류. 탄소 사슬(탄소 골격)의 구조와 분자 내 작용기의 존재를 고려하여 수많은 유기 화합물이 분류됩니다. 비고리형 화합물의 가장 간단한 대표자는 지방족 탄화수소(탄소와 수소 원자만 포함하는 화합물)입니다. 지방족 탄화수소는 포화(알칸) 및 불포화(알켄, 알카디엔, 알킨)일 수 있습니다. 지환식 탄화수소의 가장 간단한 대표자는 3개의 탄소 원자로 구성된 고리를 포함하는 시클로프로판입니다. 방향족 계열에는 방향족 탄화수소(벤젠, 나프탈렌, 안트라센 등)와 그 파생물이 포함됩니다. 헤테로사이클릭 화합물은 탄소 원자 외에도 헤테로원자(산소, 질소, 황 등)와 같은 하나 이상의 다른 원소 원자를 사이클에 포함할 수 있습니다. 제시된 각 시리즈에서 유기 화합물은 구성과 구조에 따라 클래스로 구분됩니다. 가장 간단한 종류의 유기 화합물은 탄화수소입니다. 탄화수소의 수소 원자가 다른 원자나 원자 그룹(작용기)으로 대체되면 다른 종류의 유기 화합물이 형성됩니다. 이 시리즈. 기능 그룹 - 화합물이 유기 화합물 클래스에 속하는지 여부를 결정하고 결정하는 원자 또는 원자 그룹 주요 방향화학적 변형. 하나의 관능기를 갖는 화합물을 단관능기(메탄올 CH3-OH)라고 하고, 여러 개의 동일한 관능기를 갖는 화합물을 다관능기(글리세롤)라고 하며, 여러 개의 다른 관능기를 갖는 화합물을 이관능기(락트산 CH3-CH-COOH)라고 합니다. 각 클래스의 화합물은 상동 계열을 형성합니다. 동종 계열은 유사한 구조를 갖고 따라서 화학적 특성이 유사하며 CH2- 그룹의 수에 따라 서로 다른 무한 계열의 유기 화합물입니다(동종 차이).

유기 화합물의 주요 종류는 다음과 같습니다: I. 탄화수소(R–H). II. 할로겐 유도체(R–Hlg). III. 알코올(R-OH).IV. 에스테르 및 에테르(R–O–R', R–C).V. 카르보닐 화합물(알데히드 및 ​​케톤) VI. 카르복실산(R–C). Ⅶ. 아민(R–NH2, NH, R–N–R’) VIII. 니트로 화합물(R–NO2). Ⅸ. 설폰산(R–SO3H). 알려진 유기 화합물 종류의 수는 나열된 것에 국한되지 않으며, 규모가 크며 과학의 발전에 따라 지속적으로 증가하고 있습니다. 모든 종류의 유기 화합물은 서로 연관되어 있습니다. 한 종류의 화합물에서 다른 종류의 화합물로의 전환은 주로 탄소 골격을 변경하지 않고 작용기의 변형으로 인해 수행됩니다.화학적 변형의 성격에 따른 유기 화합물의 반응 분류. 유기 화합물은 다양한 화학적 변형이 가능하며, 이는 탄소 골격을 변경하지 않고도 일어날 수 있습니다. 대부분의 반응은 탄소 골격의 변화 없이 일어난다. I. 탄소 골격을 변화시키지 않고 반응합니다. 탄소 골격을 바꾸지 않는 반응에는 다음이 포함됩니다: 1) 치환: RH + Br2 ® RBr + HBr, 2) 추가: CH2=CH2 + Br2 ® CH2Br – CH2Br, 3) 제거(제거): CH3–CH2–Cl ® CH2 = CH2 + HCl, C2H5ONa 4) 이성체화. 치환 반응은 모든 종류의 유기 화합물의 특징입니다. 수소 원자나 탄소를 제외한 다른 원소의 원자는 대체될 수 있습니다. 첨가 반응은 탄소 원자, 탄소와 산소, 탄소와 질소 등 사이에 있을 수 있는 다중 결합을 가진 화합물뿐만 아니라 자유 전자쌍이나 빈 궤도를 가진 원자를 포함하는 화합물의 경우에 일반적입니다. 전기 음성 그룹을 포함하는 화합물은 제거 반응이 가능합니다. 물, 할로겐화수소, 암모니아와 같은 물질은 쉽게 분리됩니다. 불포화 화합물과 그 유도체는 특히 탄소 골격을 변화시키지 않고 이성질화 반응을 일으키기 쉽습니다. II. 탄소 골격의 변화와 관련된 반응. 이러한 유형의 유기 화합물 변형에는 1) 사슬 신장, 2) 사슬 단축, 3) 사슬 이성질체화, 4) 고리화, 5) 고리 열림, 6) 고리 압축 및 팽창 등의 반응이 포함됩니다. 다양한 중간 생성물이 형성되면서 화학 반응이 발생합니다. 출발 물질에서 최종 생성물로의 전환이 일어나는 경로를 반응 메커니즘이라고 합니다. 반응 메커니즘에 따라 라디칼과 이온으로 구분됩니다. 공유결합원자 A와 B 사이는 다음과 같은 방식으로 깨질 수 있습니다. 전자쌍원자 A와 B 사이에 나누어지거나 원자 중 하나로 옮겨집니다. 첫 번째 경우, 각각 하나의 전자를 받은 입자 A와 B는 자유 라디칼이 됩니다. 동종분해가 발생합니다: A: B ® A + B. 두 번째 경우, 전자쌍은 입자 중 하나로 이동하고 두 개의 반대 이온이 형성됩니다. 생성된 이온은 서로 다른 전자 구조를 갖기 때문에 이러한 유형의 결합 절단을 이종 분해 절단이라고 합니다. A: B ® A + + : B- 반응에서 양이온은 전자를 자신에게 부착하려는 경향이 있습니다. 즉, 친전자성 이온처럼 행동합니다. 입자. 음이온– 소위 친핵성 입자는 과도한 양전하를 지닌 중심을 공격합니다.

1. 화학 발전의 주요 단계

화학 발전의 역사를 연구할 때 연대순과 실질적인 두 가지 상호 보완적인 접근 방식이 가능합니다. 연대순 접근 방식을 사용하면 화학의 역사는 일반적으로 여러 기간으로 구분됩니다. 상당히 조건적이고 상대적인 화학사의 주기화는 오히려 교훈적인 의미를 갖고 있다는 점을 고려해야 합니다. 더욱이 과학 발전의 후기 단계에서는(화학의 경우 이미 초기 XIX세기) 차별화, 편차와 관련하여 시간 순서왜냐하면 우리는 과학의 각 주요 분야의 발전을 별도로 고려해야 하기 때문입니다. 일반적으로 대부분의 화학 역사가들은 다음과 같은 주요 개발 단계를 식별합니다.

1. 연금술 이전 시대 : 3세기까지. 기원 후
연금술 이전 시대에는 물질에 관한 지식의 이론적 측면과 실천적 측면이 상대적으로 서로 독립적으로 발전합니다. 물질 속성의 기원은 고대 자연 철학에서 고려되며, 물질을 이용한 실제 작업은 공예 화학의 특권입니다.

2. 연금술 기간: III – XVI 세기. 연금술 기간은 알렉산드리아(그리스-이집트), 아랍어, 유럽 연금술의 세 가지 하위 기간으로 나뉩니다. 연금술 시대는 탐색의 시대이다 철학자의 돌, 금속의 변형에 필요한 것으로 간주됩니다. 이 기간 동안 실험 화학의 출현과 물질에 대한 지식의 축적이 일어났습니다. 연금술 이론은 원소에 관한 고대 철학적 사상에 기초를 두고 있으며 점성술 및 신비주의와 밀접한 관련이 있습니다. 화학적, 기술적 '금 제조'와 함께 연금술 시대는 신비로운 철학의 독특한 체계를 창안한 것으로도 유명합니다.

3. 형성(통일) 기간: XVII – XVIII 세기. 화학이 과학으로 형성되는 동안 완전한 합리화가 이루어졌습니다. 화학은 특정 특성을 지닌 원소에 대한 자연적인 철학적, 연금술적 관점에서 자유로워집니다. 물질에 대한 실무적 지식의 확장과 함께 화학공정에 대한 통일된 관점이 개발되고 활용되기 시작합니다. 실험 방법. 이 기간을 마친 화학 혁명은 마침내 화학에 신체 구성에 대한 실험적 연구에 참여하는 독립적인(자연 과학의 다른 분야와 밀접하게 관련되어 있음에도 불구하고) 과학의 출현을 가져왔습니다.

4. 기간 양적 법칙(원자-분자 이론): 1789 – 1860 화학의 주요 양적 법칙인 화학량론적 법칙의 발견과 원자-분자 이론의 형성으로 표시되는 양적 법칙의 시대는 마침내 관찰뿐만 아니라 측정을 기반으로 한 정확한 과학으로 화학의 전환을 완료합니다. .

5. 고전 화학 시대: 1860년 – 19세기 말. 고전 화학 시대는 과학의 급속한 발전이 특징입니다. 원소 주기율표, 원자가 이론 및 분자의 화학 구조, 입체 화학, 화학 열역학 및 화학 동역학이 생성됩니다. 응용무기화학과 유기합성이 눈부신 성공을 거두고 있습니다. 물질과 그 특성에 대한 지식의 양이 증가함에 따라 화학의 차별화가 시작됩니다. 즉, 개별 분야의 분리, 독립적인 과학의 특징을 획득하는 것입니다.

6. 근대: 20세기 초부터 현재까지. 20세기 초 물리학에서는 혁명이 일어났습니다. 뉴턴 역학에 기초한 물질 지식 체계가 양자 이론과 상대성 이론으로 대체되었습니다. 원자의 가분성의 확립과 양자역학의 탄생은 화학의 기본 개념에 새로운 내용을 집어넣었습니다. 20세기 초 물리학의 발전으로 원소와 그 화합물의 성질이 주기적인 이유를 이해하고, 원자가력의 성질을 설명하고, 원자 사이의 화학 결합 이론을 창조하는 것이 가능해졌습니다. 근본적으로 새로운 것의 출현 물리적 방법 연구는 화학자들에게 물질의 구성, 구조 및 반응성을 연구할 수 있는 전례 없는 기회를 제공했습니다. 이 모든 것이 함께 20세기 후반에 생물화학의 눈부신 성공, 즉 단백질과 DNA의 구조 확립, 살아있는 유기체의 세포 기능 메커니즘에 대한 지식으로 이어졌습니다. 화학의 역사에 대한 의미 있는 접근 방식은 과학의 이론적 기초가 시간이 지남에 따라 어떻게 변했는지에 대한 연구를 기반으로 합니다. 화학의 존재 전반에 걸친 이론의 변화로 인해 그 정의는 끊임없이 변화해 왔습니다. 화학은 “비금속을 귀금속으로 바꾸는 기술”에서 유래합니다. 1882년 멘델레예프는 이를 "원소와 그 화합물에 대한 연구"라고 정의했습니다. 현대 학교 교과서의 정의는 Mendeleev의 정의와 크게 다릅니다. "화학은 물질의 과학, 그 구성, 구조, 특성, 상호 변형 및 이러한 변형의 법칙입니다." 과학의 구조를 연구하는 것은 전체적으로 화학의 발전 방식에 대한 아이디어를 창출하는 데 거의 도움이 되지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 일반적으로 받아 들여지는 화학을 섹션으로 나누는 것은 여러 가지 다른 원칙에 기초합니다. 화학을 유기와 무기로 나누는 것은 주제의 차이에 따라 이루어집니다(그런데 이 차이는 역사적 고찰을 통해서만 올바르게 이해할 수 있습니다). 물리화학의 선택은 물리학과의 근접성을 기반으로 하며, 분석화학은 사용된 연구 방법에 따라 구별됩니다. 일반적으로 일반적으로 받아 들여지는 화학을 여러 섹션으로 나누는 것은 주로 역사적 전통에 대한 찬사입니다. 각 섹션은 다른 모든 섹션과 어느 정도 교차합니다. 화학의 역사에 대한 의미 있는 접근의 주요 임무는 D.I. Mendeleev의 말을 빌리자면 "변할 수 있고 특별한 것 속에서 변하지 않는 것과 일반적인 것"을 강조하는 것입니다. 따라서 모든 역사적 시대의 화학적 지식에 변하지 않고 공통된 것이 화학의 목표입니다. 이론적일 뿐만 아니라 역사적 핵심도 과학의 목표입니다. 개발의 모든 단계에서 화학의 목표는 주어진 특성을 가진 물질을 얻는 것입니다. 화학의 근본적인 문제라고도 불리는 이 목표에는 두 가지 주요 문제, 즉 서로 별도로 해결할 수 없는 실용적 문제와 이론적 문제가 포함됩니다. 주어진 특성을 가진 물질을 얻는 것은 물질의 특성을 제어하는 ​​방법을 식별하지 않고, 또는 물질 특성의 기원과 조건에 대한 이유를 이해하지 않고는 수행할 수 없습니다. 따라서 화학은 목표이자 수단, 이론이자 실천입니다. 화학의 이론적 문제에는 물질 자체의 구조적 계층 구조에 따라 결정되는 해법의 수가 제한적이고 엄격하게 정의되어 있으며, 이에 대해 다음과 같은 조직 수준을 구분할 수 있습니다. 1. 아원자 입자. 2. 원자 화학 원소.삼. 단일 (단일) 시스템으로서의 화학 물질의 분자. 4. 반응하는 분자의 미시적 및 거시적 시스템. 5. 메가시스템( 태양계, 갤럭시 등). 화학 연구의 대상은 2~4단계 조직의 물질입니다. 이를 바탕으로 특성의 기원 문제를 해결하려면 다음 세 가지 요소에 대한 물질 특성의 의존성을 고려할 필요가 있습니다. 1. 원소 조성; 2. 물질의 분자 구조로부터; 3. 시스템 구성에서.

결론

구성의 교리는 다른 두 개념 시스템보다 훨씬 일찍 나타났습니다. 이미 고대 자연 철학에서 신체의 구성 부분으로서의 요소 개념이 나타났습니다.
구조 화학은 19세기 전반에 등장했으며 다음과 같은 논제를 기반으로 합니다. 물질의 특성은 물질의 분자 구조에 따라 결정됩니다. 원소 구성, 원자가 서로 연결된 순서 및 공간에서의 위치. 등장 이유 구조화학프레임워크 내에서 설명할 수 없는 이성질체 현상과 금속증(V.2장 참조) 현상의 발견이었습니다. 기존 개념. 이러한 실험적 사실을 설명하기 위해 새로운 이론이 제안되었습니다. 구조화학의 대상은 분자가 된다 화학 물질전체적으로. 화학적 실천과 관련하여 새로운 출현 개념체계이 경우 이는 화학이 주로 분석 과학에서 합성 과학으로 전환되는 것을 의미하기도 했습니다. 19세기 후반에 형성된 화학 공정의 교리는 물질의 특성이 이 물질이 위치한 시스템의 구성, 구조 및 조직에 의해 결정된다는 전제에 기초합니다. 과정론은 실험적 사실이 축적될 때 독립적인 화학 개념으로 출현하며, 이는 화학 반응을 지배하는 법칙이 물질의 구성과 분자의 구조로 환원될 수 없음을 나타냅니다. 물질의 구성과 분자 구조에 대한 지식만으로는 물질의 특성을 예측하기에 충분하지 않은 경우가 많습니다. 일반적인 경우또한 보조제의 성질, 시약의 상대적 양, 시스템이 위치한 외부 조건, 반응에 화학양론적으로 관여하지 않는 물질(불순물, 촉매, 용매 등)의 시스템 존재 여부에 따라 결정됩니다. .). 이 수준에서 화학을 공부하는 주제는 물질의 구성과 분자의 구조가 세부적으로만 제시되는 전체 운동 시스템입니다. 화학적 친화성과 반응성에 대한 경험적 개념은 화학적 열역학, 화학적 동역학 및 촉매 연구에서 이론적 정당성을 얻습니다. 화학 공정 교리의 창설을 통해 화학적 변형을 제어하는 ​​가장 중요한 실제 문제를 해결하고 근본적으로 새로운 공정을 화학 기술에 도입하는 것이 가능해졌습니다.

결론

고대에도 금속, 유리, 세라믹, 염료 생산과 같은 화학적 공정을 기반으로 한 공예품이 등장했습니다. 화학은 현대 산업에서 중요한 역할을 합니다. 화학, 석유화학 산업은 가장 중요한 산업으로, 이것이 없으면 경제 기능이 불가능합니다. 가장 중요한 제품 중에는 산, 알칼리, 염분, 광물질 비료, 용제, 오일, 플라스틱, 고무, 합성 섬유 등이 있습니다. 현재 화학산업은 수만 가지의 제품을 생산하고 있으며, 에너지를 사용하는 에너지 분야에서는 화학제품과 공정이 매우 중요한 역할을 하고 있습니다. 화학 반응. 에너지 목적으로는 많은 석유 제품(휘발유, 등유, 연료유), 경탄 및 갈탄, 셰일, 이탄이 사용됩니다. 천연석유 매장량의 감소로 인해 다양한 천연원료와 생산폐기물을 화학적으로 처리하여 합성연료를 생산하고 있습니다. 야금, 기계 공학, 운송, 건축 자재 산업, 전자, 경공업, 식품 산업 등 많은 산업의 발전은 화학과 관련되어 있습니다. 이는 화학 제품 및 공정을 널리 사용하는 경제 부문의 불완전한 목록입니다. 많은 산업에서는 촉매 작용(공정 가속화), 금속의 화학적 처리, 금속 부식 방지와 같은 화학적 방법을 사용합니다. 화학은 제약 산업 발전에 중요한 역할을 합니다. 모든 약물의 대부분은 합성을 통해 얻어집니다. 화학은 광물질 비료, 해충으로부터 식물을 보호하는 제품, 식물 성장 조절제, 동물 사료 및 기타 제품을 위한 화학 첨가제 및 방부제를 사용하는 농업에서 매우 중요합니다. 농업에서 화학적 방법의 사용으로 인해 수많은 관련 과학이 출현했습니다.

사용된 정보 소스 목록.

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설명문

유기화학은 탄소 화합물, 그 구조, 특성 및 합성 방법을 연구하는 화학 분야입니다. 유기화학의 발전은 발전의 기초이다. 이는 매우 중요한 교육적, 경제적 의미를 갖습니다. 천연 유기 물질과 그 변형은 생명 현상의 기초가 됩니다. 따라서 유기화학은 생물화학과 분자생물학, 즉 유기체의 세포에서 일어나는 과정을 분자 수준에서 연구하는 과학의 화학적 기초입니다. 이 분야에 대한 연구를 통해 우리는 살아있는 자연 현상의 본질을 더 잘 이해할 수 있습니다. 다양한 합성 유기 화합물은 다양한 산업 분야에서 사용하기 위해 생산됩니다. 다양한 산업인간 활동. 이들은 석유 제품, 다양한 엔진용 연료, 고분자 재료(고무, 플라스틱, 섬유, 필름, 바니시, 접착제 등), 계면활성제, 염료, 식물 보호 제품, 의약품, 향료 및 향료 물질 등입니다. 유기화학의 기초에 대한 지식이 없이 현대인이러한 문명의 산물을 모두 환경적으로 건전한 방식으로 사용할 수는 없습니다. 현대 청소년들은 국내 과학자들이 과학 발전에 어떤 기여를했는지, 그들의 발견이 러시아 발전에 어떤 영향을 미쳤는지 아는 것이 중요합니다.

이 주제의 선택은 관련성에 따라 결정됩니다.

작업의 목표 이 주제에 관한 이용 가능한 문헌을 수집 및 분석하고, 이 분야의 과학자들의 기여와 운명을 고려하고, 유기 화학 발전에서 국내 과학자들의 발견의 역할을 분석합니다.

작업:

과학자의 전기 정보를 검토합니다.

유기화학 발전에 대한 러시아 과학자들의 기여를 분석합니다.

정보를 분석하고 성과와 국가에 대한 중요성에 대한 결론을 도출합니다.

연구대상 유기화학.

연구 주제: 산업 발전에서 유기화학의 역할.

Lomonosov 이후 그는 러시아에서 유기 물질을 연구했습니다.토비 에고로비치 로비츠 .그는 크리스탈 와인과 얼음을 가지고 있어요 아세트산, 무수 에틸 알코올 및 향상된 에테르 생산 방법.

1838년에 그는 상트페테르부르크 대학교에서 과학 및 교육 경력을 시작했습니다.알렉산더 아브라모비치 보스크레센스키 (1809-1880) 그는 번호를 소유하고 있습니다. 주요 연구유기화학 분야에서. 그는 나프탈렌의 원소 조성을 확립하고 자세히 연구했습니다. 요산, 코코아 콩에서 알칼로이드를 분리했습니다-테오브로민, 카페인과 구성이 유사합니다.

Zinin은 유기화학 분야에서 더 많은 일을 했습니다. 예를 들어, 그는 요소와 벤조알데히드 유도체의 변형 생성물을 연구했으며 최초로 합성했습니다. 겨자 기름. 1853년에 그는 니트로글리세린을 폭발물로 사용하려는 최초의 시도를 했습니다.

1869년 개관드미트리 이바노비치 멘델레예프 주기율표와 화학 원소 시스템의 생성은 훌륭한 가치화학뿐만 아니라 세계에 대한 우리의 전체적인 이해를 위해서입니다. 이 발견은 현대 물질 교리의 기초가 되었습니다. 멘델레예프는 석유의 유기적 기원에 관한 가설을 세웠습니다. 그는 또한 석탄의 지하 가스화에 대한 제안도 내놓았습니다.

알렉산더 미하일로비치 버틀레로프 (1794-1886) 카잔 대학교 물리학 및 수학 학부 자연 과학과를 졸업했습니다.

Butlerov의 구조 이론은 V.V. Markovnikov가 처음 합성한 이소부티르산의 합성으로 확인되었습니다. 1869년에 그는 박사학위 논문 "화합물의 문제에 대한 재료"를 준비했습니다.그는 화합물 분자에서 원자의 상호 영향을 설명하면서 원자의 상호 영향을 결정하는 화학적 친화력이라는 아이디어를 끌어냈습니다.

N. A. 멘슈킨 "에스테르 형성에 대한 알코올 및 산의 이성질체 영향에 대한 연구"라는 일반 제목으로 일련의 기사를 출판했습니다.

그는 구조, 반응물 및 용매의 농도에 대한 반응 속도의 의존성을 발견했습니다.

많은 뛰어난 발견우리의 유기과학자들은 조국의 국방력을 강화하는 데 큰 역할을 했습니다. 이것은 위대한 애국 전쟁 중에 특히 분명했습니다.우선, 환경 문제를 해결합니다.질문 개발 가속화화학 산업,경제의 여러 부문에서 화학을 더욱 완벽하게 활용합니다.