Vznik a vývoj organickej chémie. Veľkí vedci, ktorí významne prispeli k rozvoju chémie

Obsah

Úvod

Chémia študuje zloženie, vlastnosti a premeny látok, ako aj javy, ktoré tieto premeny sprevádzajú. Jednu z prvých definícií chémie ako vedy podal ruský vedec M.V. Lomonosov: "Chemická veda skúma vlastnosti a zmeny telies... zloženie telies... vysvetľuje dôvod toho, čo sa deje s látkami počas chemických premien." Čo sa týka Mendelejeva, chémia je štúdium prvkov a ich zlúčenín. Chémia sa vzťahuje na prírodné vedy, ktoré študujú svet okolo nás. Úzko súvisí s inými prírodnými vedami: fyzikou, biológiou, geológiou. Mnohé odvetvia modernej vedy vznikli na priesečníku týchto vied: fyzikálna chémia, geochémia, biochémia. Chémia úzko súvisí aj s inými odvetviami vedy a techniky. Je široko používaný matematické metódy, využívajú sa výpočty a modelovanie procesov na elektronických počítačoch. V modernej chémii vzniklo mnoho nezávislých sekcií, z ktorých najdôležitejšie, okrem vyššie uvedených, sú anorganická chémia, organická chémia, chemikálie. polyméry, analytická chémia, elektrochémia, koloidná chémia a iné.

Relevantnosť. Chémia v každej dobe slúži človeku v jeho praktických činnostiach. Už v dávnych dobách vznikali remeslá, ktoré vychádzali z chemické procesy: výroba kovov, skla, keramiky, farbív. Dôležitú úlohu hrá chémia moderný priemysel. Chemický a petrochemický priemysel sú najdôležitejšie odvetvia, bez ktorých je fungovanie ekonomiky nemožné. Medzi najdôležitejšie produkty patria kyseliny, zásady, soli, minerálne hnojivá, rozpúšťadlá, oleje, plasty, gumy, syntetické vlákna a mnohé ďalšie. S chémiou je spojený rozvoj mnohých odvetví: hutníctvo, strojárstvo, doprava, priemysel stavebných hmôt, elektronika, ľahký priemysel, potravinárstvo.

Predmetom štúdia chémie sú látky.Zvyčajne sa delia na zmesi a čisté látky. Medzi poslednými sa rozlišujú jednoduché a zložité. Je známych viac ako 400 jednoduchých látok a oveľa zložitejších látok: niekoľko stoviek tisíc klasifikovaných ako anorganické a niekoľko miliónov organických.

Mnoho priemyselných odvetví používa chemické metódy, napríklad katalýzu (zrýchlenie procesov), chemické ošetrenie kovov, ochrana kovov pred koróziou. Chémia zohráva významnú úlohu vo vývoji farmaceutického priemyslu: väčšina všetkých liekov sa získava synteticky. Výhradne veľký význam chémia má svoje miesto v poľnohospodárstve, kde sa používajú minerálne hnojivá, prípravky na ochranu rastlín proti škodcom, regulátory rastu rastlín, chemické prísady a konzervačné látky do krmív a iné produkty. Použitie chemické metódy v poľnohospodárstve viedla k vzniku množstva príbuzných vied

Cieľ práce

Úlohy:

Predmet štúdia organická chémia.

Predmet štúdia:

Kapitola 1. Úloha domácich vedcov pri formovaní a rozvoji svetovej chémie

V roku 1828 nemecký chemik Wöhler, pracujúci s kyanátom amónnym, náhodne získal močovinu.

V roku 1854 Francúz Berthelot syntetizoval látky súvisiace s tukami a v roku 1861 ruský vedec Butlerov látky súvisiace s triedou cukrov. Boli to ťažké rany pre vitalistickú teóriu, ktoré napokon rozbili presvedčenie o nemožnosti syntézy Organické zlúčeniny. Tieto a ďalšie úspechy chemikov si vyžadovali teoretické vysvetlenie a zovšeobecnenie možné spôsoby syntéza organických zlúčenín a spojenie ich vlastností so štruktúrou. Historicky prvou teóriou organickej chémie bola teória radikálov (J. Dumas, J. Liebig, I. Berzelius). Podľa autorov mnohé premeny organických zlúčenín prebiehajú tak, že niektoré skupiny atómov (radikálov) bez zmeny prechádzajú z jednej organickej zlúčeniny na druhú. Čoskoro sa však zistilo, že v organických radikáloch môžu byť atómy vodíka nahradené aj atómami, ktoré sú chemicky odlišné od vodíka, ako sú atómy chlóru a zároveň chemická zlúčenina je uložený. Teóriu radikálov nahradila pokročilejšia teória typov, ktorá pokrývala viac experimentálneho materiálu (O. Laurent, C. Gerard, J. Dumas). Teória typov klasifikuje organické látky podľa typov premien. Typ vodíka zahŕňal uhľovodíky, typ chlorovodíka zahŕňal halogénderiváty, typ vody zahŕňal alkoholy, étery, kyseliny a ich anhydridy a typ amoniaku zahŕňal amíny. Obrovské množstvo experimentálneho materiálu, ktorý sa hromadil, sa však už nezmestilo známe typy a navyše teória typov nedokázala predpovedať existenciu a cesty syntézy nových organických zlúčenín. Rozvoj vedy si vyžiadal vytvorenie novej, progresívnejšej teórie, na zrod ktorej už existovali určité predpoklady: bola stanovená tetravalencia uhlíka (A. Kekule a A. Kolbe, 1857), schopnosť atómu uhlíka bola ukázaná forma reťazcov atómov (A. Kekule a A. Cooper, 1857). Rozhodujúcu úlohu pri vytváraní teórie štruktúry organických zlúčenín má veľký ruský vedec Alexander Michajlovič Butlerov. 19. septembra 1861 to na 36. kongrese nemeckých prírodovedcov zverejnil A. M. Butlerov vo svojej správe „O chemickej štruktúre hmoty“. Základné princípy teórie chemická štruktúra A.M. Butlerov možno zredukovať na nasledovné. 1. Všetky atómy v molekule organickej zlúčeniny sú navzájom viazané v určitom poradí podľa ich mocenstva. Zmena poradia atómov vedie k vytvoreniu novej látky s novými vlastnosťami. Napríklad zloženie látky C2H6O zodpovedá dvom rôznym zlúčeninám: dimetyléter (CH3–O–CH3) a etanol(C2H5OH). 2. Vlastnosti látok závisia od ich chemickej štruktúry. Chemická štruktúra je určitý poriadok v striedaní atómov v molekule, vo vzájomnom pôsobení a vzájomnom ovplyvňovaní atómov na seba - susedných aj prostredníctvom iných atómov. V dôsledku toho má každá látka svoje špeciálne fyzikálne a Chemické vlastnosti. Napríklad dimetyléter je plyn bez zápachu, nerozpustný vo vode, t. = -138 °C, t° varu. = 23,6 °C; etylalkohol – kvapalina so zápachom, rozpustná vo vode, t. = -114,5 °C, t°var. = 78,3 °C. Táto pozícia teórie štruktúry organických látok vysvetlila fenomén izomérie, ktorý je rozšírený v organickej chémii. Uvedená dvojica zlúčenín – dimetyléter a etylalkohol – je jedným z príkladov ilustrujúcich fenomén izomérie. 3. Štúdium vlastností látok nám umožňuje určiť ich chemickú štruktúru a chemická štruktúra látok určuje ich fyzikálne a chemické vlastnosti. 4. Atómy uhlíka sú schopné sa navzájom spájať a vytvárať uhlíkové reťazce rôzne druhy. Môžu byť otvorené aj uzavreté (cyklické), priame aj rozvetvené. V závislosti od počtu väzieb, ktoré atómy uhlíka spájajú, môžu byť reťazce nasýtené (s jednoduchými väzbami) alebo nenasýtené (s dvojitými a trojitými väzbami). 5. Každá organická zlúčenina má jeden špecifický štruktúrny vzorec resp štruktúrny vzorec, ktorý je vybudovaný na základe polohy štvormocného uhlíka a schopnosti jeho atómov vytvárať reťazce a cykly. Štruktúru molekuly ako reálneho objektu možno experimentálne študovať pomocou chemických a fyzikálnych metód. A.M. Butlerov sa neobmedzil na teoretické vysvetlenia svojej teórie štruktúry organických zlúčenín. Uskutočnil sériu experimentov, potvrdil predpovede teórie získaním izobutánu, tert. butylalkohol atď. To umožnilo A.M. Butlerovovi v roku 1864 vyhlásiť, že dostupné fakty nám umožňujú ručiť za možnosť syntetickej výroby akejkoľvek organickej látky. IN ďalší vývoj a opodstatnenosti teórie štruktúry organických zlúčenín, hlavnú úlohu zohrali prívrženci Butlerova - V.V.Markovnikov, E.E.Wagner, N.D.Zelinsky, A.N.Nesmeyanov atď. Moderné obdobie rozvoja organickej chémie v oblasti teórie je charakterizované metódami zvyšujúcej sa penetrácie kvantová mechanika v organickej chémii. S ich pomocou sa riešia otázky o príčinách určitých prejavov vzájomného ovplyvňovania atómov v molekulách. V oblasti rozvoja organickej syntézy je moderné obdobie charakterizované výrazným pokrokom vo výrobe mnohých organických zlúčenín, medzi ktoré patria prírodné látky - antibiotiká, rôzne liečivé zlúčeniny a množstvo vysokomolekulárnych zlúčenín. Organická chémia hlboko prenikla do oblasti fyziológie. Teda z chemického hľadiska hormonálna funkcia tela, prevodový mechanizmus nervové impulzy. Vedci sa priblížili k vyriešeniu problému štruktúry a syntézy bielkovín. Organická chémia ako samostatná veda naďalej existuje a intenzívne sa rozvíja. Toto je vysvetlené z nasledujúcich dôvodov: 1. Rôznorodosť organických zlúčenín v dôsledku skutočnosti, že uhlík, na rozdiel od iných prvkov, je schopný sa navzájom spájať, čím vznikajú dlhé reťazce (izoméry). V súčasnosti je známych asi 6 miliónov organických zlúčenín, zatiaľ čo anorganických zlúčenín je len asi 700 tisíc. 2. Zložitosť molekúl organických látok obsahujúcich až 10 tisíc atómov (napríklad prírodné biopolyméry – bielkoviny, sacharidy). 3. Špecifickosť vlastností organických zlúčenín v porovnaní s anorganickými (nestabilita pri relatívne nízkych teplotách, nízka - do 300 ° C - bod topenia, horľavosť). 4. Pomalé reakcie medzi organickými látkami v porovnaní s reakciami charakteristickými pre anorganické látky, vznik vedľajších produktov, špecifiká izolácie výsledných látok a technologických zariadení. 5. Obrovský praktický význam Organické zlúčeniny. Sú to naše potraviny a oblečenie, palivo, rôzne lieky, početné polymérne materiály atď.

Klasifikácia organických zlúčenín. Obrovské množstvo organických zlúčenín sa klasifikuje s prihliadnutím na štruktúru uhlíkového reťazca (uhlíkový skelet) a prítomnosť funkčných skupín v molekule. Najjednoduchšími predstaviteľmi acyklických zlúčenín sú alifatické uhľovodíky - zlúčeniny obsahujúce iba atómy uhlíka a vodíka. Alifatické uhľovodíky môžu byť nasýtené (alkány) a nenasýtené (alkény, alkadiény, alkíny). Najjednoduchším predstaviteľom alicyklických uhľovodíkov je cyklopropán, obsahujúci kruh s tromi atómami uhlíka. Aromatický rad zahŕňa aromatické uhľovodíky - benzén, naftalén, antracén atď., Ako aj ich deriváty. Heterocyklické zlúčeniny môžu v cykle obsahovať okrem atómov uhlíka aj jeden alebo viac atómov iných prvkov – heteroatómov (kyslík, dusík, síra a pod.). V každej prezentovanej sérii sú organické zlúčeniny rozdelené do tried v závislosti od ich zloženia a štruktúry. Najjednoduchšou triedou organických zlúčenín sú uhľovodíky. Keď sú atómy vodíka v uhľovodíkoch nahradené inými atómami alebo skupinami atómov (funkčné skupiny), vytvárajú sa iné triedy organických zlúčenín túto sériu. Funkčná skupina - atóm alebo skupina atómov, ktorá určuje, či zlúčenina patrí do tried organických zlúčenín a určuje hlavné smery jeho chemické premeny. Zlúčeniny s jednou funkčnou skupinou sa nazývajú monofunkčné (metanol CH3–OH), zlúčeniny s niekoľkými rovnakými funkčnými skupinami sa nazývajú polyfunkčné (glycerol) a zlúčeniny s niekoľkými rôznymi funkčnými skupinami sa nazývajú heterofunkčné (kyselina mliečna CH3–CH–COOH). Zlúčeniny každej triedy tvoria homológne série. Homológny rad je nekonečný rad organických zlúčenín, ktoré majú podobnú štruktúru, a teda aj podobné chemické vlastnosti a líšia sa od seba ľubovoľným počtom skupín CH2– (homologický rozdiel).

Hlavné triedy organických zlúčenín sú tieto: I. Uhľovodíky (R–H). II. Halogénderiváty (R–Hlg). III. Alkoholy (R–OH).IV. Estery a étery (R–O–R’, R–C).V. Karbonylové zlúčeniny (aldehydy a ketóny).VI. Karboxylové kyseliny (R–C). VII. Amíny (R–NH2, NH, R–N–R') VIII. Nitrozlúčeniny (R–NO2). IX. Sulfónové kyseliny (R–SO3H). Počet známych tried organických zlúčenín nie je obmedzený na tie, ktoré sú uvedené, je veľký a neustále sa zvyšuje s rozvojom vedy. Všetky triedy organických zlúčenín sú vzájomne prepojené. Prechod z jednej triedy zlúčenín do druhej sa uskutočňuje hlavne v dôsledku transformácií funkčných skupín bez zmeny uhlíkového skeletu.Klasifikácia reakcií organických zlúčenín podľa charakteru chemických premien. Organické zlúčeniny sú schopné rôznych chemických premien, ktoré môžu prebiehať tak bez zmeny uhlíkového skeletu, ako aj s ním. Väčšina reakcií prebieha bez zmeny uhlíkovej kostry. I. Reakcie bez zmeny uhlíkového skeletu. Reakcie bez zmeny uhlíkovej kostry zahŕňajú nasledovné: 1) substitúcia: RH + Br2 ® RBr + HBr, 2) adícia: CH2=CH2 + Br2 ® CH2Br – CH2Br, 3) eliminácia (eliminácia): CH3–CH2–Cl ® CH2 = CH2 + HCl, C2H5ONa 4) izomerizácia. Substitučné reakcie sú charakteristické pre všetky triedy organických zlúčenín. Môžu byť nahradené atómy vodíka alebo atómy akéhokoľvek iného prvku okrem uhlíka. Adičné reakcie sú typické pre zlúčeniny s násobnými väzbami, ktoré môžu byť medzi atómami uhlíka, uhlíka a kyslíka, uhlíka a dusíka atď., ako aj pre zlúčeniny obsahujúce atómy s voľnými elektrónovými pármi alebo neobsadené orbitály. Zlúčeniny obsahujúce elektronegatívne skupiny sú schopné eliminačných reakcií. Látky ako voda, halogenovodík a amoniak sa ľahko odštiepia. Nenasýtené zlúčeniny a ich deriváty sú obzvlášť náchylné na izomerizačné reakcie bez zmeny uhlíkového skeletu. II. Reakcie zahŕňajúce zmeny v uhlíkovej kostre. Tento typ transformácie organických zlúčenín zahŕňa nasledujúce reakcie: 1) predĺženie reťazca, 2) skrátenie reťazca, 3) izomerizáciu reťazca, 4) cyklizáciu, 5) otvorenie kruhu, 6) kompresiu a expanziu kruhu. K chemickým reakciám dochádza pri tvorbe rôznych medziproduktov. Cesta, po ktorej dochádza k prechodu z východiskových látok na konečné produkty, sa nazýva reakčný mechanizmus. Podľa mechanizmu reakcie sa delia na radikálové a iónové. Kovalentné väzby medzi atómami A a B sa môže zlomiť takým spôsobom, že elektrónový pár buď rozdelené medzi atómy A a B, alebo prenesené na jeden z atómov. V prvom prípade sa častice A a B po prijatí jedného elektrónu stanú voľnými radikálmi. Homolytické štiepenie nastáva: A: B ® A + B. V druhom prípade ide elektrónový pár k jednej z častíc a vznikajú dva opačné ióny. Pretože výsledné ióny majú rôzne elektronické štruktúry, tento typ štiepenia väzby sa nazýva heterolytické štiepenie: A: B ® A + + : B- Kladný ión v reakciách bude mať tendenciu pripájať k sebe elektrón, t.j. bude sa správať ako elektrofilný častica. Záporný ión– takzvaná nukleofilná častica bude útočiť na centrá s nadmerným kladným nábojom.

Pri štúdiu histórie vývoja chémie sú možné dva vzájomne sa dopĺňajúce prístupy: chronologický a vecný. Pri chronologickom prístupe sa história chémie zvyčajne delí na niekoľko období. Malo by sa vziať do úvahy, že periodizácia dejín chémie, ktorá je dosť podmienená a relatívna, má skôr didaktický význam. Navyše v neskorších štádiách vývoja vedy (v prípade chémie už od r začiatkom XIX storočia) v súvislosti s jeho diferenciáciou, odchýlkami od časová postupnosť prezentácii, keďže musíme samostatne uvažovať o vývoji každého z hlavných vedných odborov. Väčšina historikov chémie spravidla identifikuje tieto hlavné fázy jej vývoja:

1. Predalchymistické obdobie: do 3. stor. AD
V predalchymickom období sa teoretické a praktické aspekty poznania hmoty vyvíjajú relatívne nezávisle od seba. O pôvode vlastností hmoty sa uvažuje v starovekej prírodnej filozofii, praktické operácie s hmotou sú výsadou remeselnej chémie.

2. Alchymistické obdobie: III – XVI storočia. Alchymistické obdobie sa zasa delí na tri podobdobia – alexandrijskú (grécko-egyptskú), arabskú a európsku alchýmiu. Alchymistické obdobie je časom hľadania kameň mudrcov, považované za nevyhnutné na transmutáciu kovov. V tomto období nastal vznik experimentálnej chémie a hromadenie poznatkov o hmote; alchymistická teória, založená na starovekých filozofických predstavách o živloch, úzko súvisí s astrológiou a mystikou. Popri chemickej a technickej „výrobe zlata“ sa alchymistické obdobie vyznačuje aj vytvorením jedinečného systému mystickej filozofie.

3. Obdobie formovania (zjednotenia): XVII – XVIII storočia. V období formovania chémie ako vedy došlo k jej úplnej racionalizácii. Chémia je oslobodená od prírodných filozofických a alchymistických pohľadov na prvky ako nositeľov určitých vlastností. Spolu s rozširovaním praktických vedomostí o hmote sa začína rozvíjať a naplno využívať jednotný pohľad na chemické procesy experimentálna metóda. Chemická revolúcia, ktorá končí toto obdobie, dáva konečne chémii vzhľad nezávislej (hoci úzko súvisiacej s inými odvetviami prírodných vied) vedy, zaoberajúcej sa experimentálnym štúdiom zloženia telies.

4. Obdobie kvantitatívnych zákonov (atómovo-molekulárna teória): 1789 – 1860. Obdobie kvantitatívnych zákonov, poznačené objavením hlavných kvantitatívnych zákonov chémie - stechiometrickými zákonmi, a vznikom atómovo-molekulárnej teórie, konečne završuje premenu chémie na exaktnú vedu založenú nielen na pozorovaní, ale aj na meraní. .

5. Obdobie klasickej chémie: 1860 – koniec 19. storočia. Obdobie klasickej chémie je charakteristické prudkým rozvojom vedy: vytvára sa periodický systém prvkov, teória valencie a chemickej štruktúry molekúl, stereochémia, chemická termodynamika a chemická kinetika; Aplikovaná anorganická chémia a organická syntéza dosahujú vynikajúce úspechy. V súvislosti s rastúcim objemom poznatkov o hmote a jej vlastnostiach nastupuje diferenciácia chémie – vyčleňovanie jej jednotlivých odvetví, nadobúdanie znakov samostatných vied.

6. Novovek: od začiatku 20. storočia po súčasnosť. Začiatkom dvadsiateho storočia nastala vo fyzike revolúcia: systém poznatkov o hmote založený na newtonovskej mechanike nahradila kvantová teória a teória relativity. Ustanovenie deliteľnosti atómu a vytvorenie kvantovej mechaniky vložili do základných pojmov chémie nový obsah. Pokrok vo fyzike na začiatku 20. storočia umožnil pochopiť dôvody periodicity vlastností prvkov a ich zlúčenín, vysvetliť podstatu valenčných síl a vytvoriť teórie chemická väzba medzi atómami. Vznik zásadne nových fyzikálne metódy výskum poskytol chemikom bezprecedentné možnosti študovať zloženie, štruktúru a reaktivitu látky. To všetko spolu viedlo okrem iných úspechov k brilantným úspechom biologickej chémie v druhej polovici 20. storočia - etablovaniu štruktúry bielkovín a DNA, poznaniu mechanizmov fungovania buniek živého organizmu. Zmysluplný prístup k dejinám chémie je založený na štúdiu toho, ako sa v priebehu času menili teoretické základy vedy. V dôsledku zmien v teóriách počas celej existencie chémie sa jej definícia neustále menila. Chémia vzniká ako „umenie transformácie“ ušľachtilé kovy na ušľachtilý“; Mendelejev to v roku 1882 definoval ako „náuku prvkov a ich zlúčenín.“ Definícia z modernej školskej učebnice sa zasa výrazne líši od Mendelejevovej: „Chémia je veda o látkach, ich zložení, štruktúre, vlastnostiach. , vzájomné premeny a zákony týchto premien." Treba poznamenať, že štúdium štruktúry vedy robí len málo pre vytvorenie predstavy o spôsoboch rozvoja chémie ako celku: všeobecne akceptované rozdelenie chémie do sekcií je založená na množstve rôznych princípov.Rozdelenie chémie na organickú a anorganickú sa robí podľa rozdielu v predmetoch (čo je rozdiel, mimochodom, možno správne pochopiť len historickou úvahou). fyzikálnej chémie vychádza z jej blízkosti k fyzike, analytická chémia sa rozlišuje na základe použitej výskumnej metódy Všeobecne uznávané rozdelenie chémie do sekcií je do značnej miery poctou historickej tradícii, pričom každá sekcia v jednom stupni resp. iný sa prekrýva so všetkými ostatnými. Hlavnou úlohou zmysluplného prístupu k dejinám chémie je podľa slov D.I. Mendelejeva zdôrazniť „nezmeniteľné a všeobecné v premenlivom a osobitnom“. Tak nemenný a spoločný pre chemické poznatky všetkých historických období je cieľ chémie. Práve cieľom vedy je nielen jej teoretické, ale aj historické jadro. Cieľom chémie vo všetkých fázach jej vývoja je získať látku s danými vlastnosťami. Tento cieľ, niekedy nazývaný aj základný problém chémie, zahŕňa dva hlavné problémy – praktický a teoretický, ktoré nemožno riešiť oddelene od seba. Získanie látky s danými vlastnosťami sa nedá uskutočniť bez identifikácie spôsobov kontroly vlastností látky alebo, čo je to isté, bez pochopenia dôvodov pôvodu a podmienenosti vlastností látky. Chémia je teda cieľom aj prostriedkom, teóriou aj praxou. Teoretický problém chémie má obmedzený a striktne definovaný počet riešení, ktoré sú určené štruktúrnou hierarchiou samotnej látky, pre ktorú možno rozlíšiť tieto úrovne organizácie: 1. Subatomárne častice. 2. Atómy chemických prvkov.3. Molekuly chemických látok ako unitárne (jednoduché) systémy. 4. Mikro- a makroskopické systémy reagujúcich molekúl. 5. Megasystémy ( slnečná sústava, Galaxy atď.). Predmetom štúdia chémie je hmota na 2–4 úrovniach organizácie. Na základe toho je na vyriešenie problému pôvodu vlastností potrebné zvážiť závislosť vlastností látky od troch faktorov: 1. od elementárneho zloženia; 2. Zo štruktúry molekuly látky; 3. Z organizácie systému.

Záver

Náuka o kompozícii vznikla oveľa skôr ako ostatné dva pojmové systémy – už v starovekej prírodnej filozofii sa objavil pojem prvkov ako základných častí tiel.
Štrukturálna chémia sa objavuje v prvej polovici 19. storočia a vychádza z tejto tézy: vlastnosti látky určuje štruktúra molekuly látky, t.j. jeho elementárne zloženie, poradie, v ktorom sú atómy navzájom spojené a ich umiestnenie v priestore. Dôvod vzhľadu štruktúrna chémia bolo objavenie javov izomérie a metalepsie (pozri kapitolu V.2.), ktoré nebolo možné vysvetliť v rámci existujúce koncepty. Navrhujú sa nové teórie na vysvetlenie týchto experimentálnych faktov; predmetom štruktúrnej chémie sa stáva molekula chemická látka ako celok. Vo vzťahu k chemickej praxi vznik nov koncepčný systém V tomto prípade to znamenalo aj transformáciu chémie z prevažne analytickej vedy na vedu syntetickú. Náuka o chemickom procese, ktorá vznikla v druhej polovici 19. storočia, vychádza z predpokladu, že vlastnosti látky sú determinované jej zložením, štruktúrou a organizáciou systému, v ktorom sa táto látka nachádza. Doktrína procesu sa objavuje ako nezávislý koncept chémie, keď sa hromadia experimentálne fakty, čo naznačuje, že zákony, ktorými sa riadia chemické reakcie, nemožno redukovať na zloženie látky a štruktúru jej molekuly. Znalosť zloženia látky a štruktúry molekúl často nestačí na predpovedanie vlastností látky, ktorá všeobecný prípad sú tiež určené povahou koreagentov, relatívnym množstvom činidiel, vonkajšími podmienkami, v ktorých sa systém nachádza, prítomnosťou látok v systéme, ktoré nie sú stechiometricky zapojené do reakcie (nečistoty, katalyzátory, rozpúšťadlo atď.). .). Predmetom štúdia chémie na tejto úrovni je celý kinetický systém, v ktorom sú zloženie látky a štruktúra jej molekúl prezentované len ako jednotlivosti. Empirické koncepty chemickej afinity a reaktivity majú teoretické opodstatnenie v chemickej termodynamike, chemickej kinetike a štúdiu katalýzy. Vytvorenie doktríny chemického procesu umožnilo vyriešiť najdôležitejšie praktické otázky riadenia chemických premien a zaviesť do chemickej technológie zásadne nové procesy.

závery

Už v staroveku vznikali remeslá, ktoré boli založené na chemických procesoch: výroba kovov, skla, keramiky, farbív. Chémia hrá v modernom priemysle dôležitú úlohu. Chemický a petrochemický priemysel sú najdôležitejšie odvetvia, bez ktorých je fungovanie ekonomiky nemožné. Medzi najdôležitejšie produkty patria kyseliny, zásady, soli, minerálne hnojivá, rozpúšťadlá, oleje, plasty, kaučuky, syntetické vlákna a mnohé ďalšie. Chemický priemysel v súčasnosti vyrába niekoľko desiatok tisíc produktov Chemické produkty a procesy zohrávajú mimoriadne dôležitú úlohu v energetike, ktorá využíva energiu chemické reakcie. Na energetické účely sa využívajú mnohé ropné produkty (benzín, petrolej, vykurovací olej), čierne a hnedé uhlie, bridlica a rašelina. V dôsledku poklesu prírodných zásob ropy sa syntetické palivo vyrába chemickým spracovaním rôznych prírodných surovín a výrobných odpadov. S chémiou je spojený rozvoj mnohých priemyselných odvetví: hutníctvo, strojárstvo, doprava, priemysel stavebných hmôt, elektronika, ľahký priemysel, potravinársky priemysel – to je neúplný zoznam hospodárskych odvetví, ktoré vo veľkej miere využívajú chemické produkty a procesy. Mnohé priemyselné odvetvia využívajú chemické metódy, napríklad katalýzu (urýchlenie procesov), chemické spracovanie kovov a ochranu kovov pred koróziou. Chémia zohráva významnú úlohu vo vývoji farmaceutického priemyslu: väčšina všetkých liekov sa získava synteticky. Mimoriadne veľký význam má chémia v poľnohospodárstve, kde sa používajú minerálne hnojivá, prípravky na ochranu rastlín pred škodcami, regulátory rastu rastlín, chemické prísady a konzervačné látky do krmív pre zvieratá a iné produkty. Používanie chemických metód v poľnohospodárstve viedlo k vzniku množstva príbuzných vied

Zoznam použitých informačných zdrojov.

Veľkí vedci [Elektronický zdroj]. – Režim prístupu: http://www.himhelp.ru/section27/. - Čiapka. z obrazovky. (1.09.2015).

Voronkov, M.G. O chémii a chemikoch žartom aj vážne [Text] / M.G. Voronkov, A.Yu. Rulev. – M.: Mnemosyne, 2011. – 319 s.

Glinka, N.L. všeobecná chémia[Text]: učebnica / vyd. V.A. Popková, A.V. Babkovej. – M.: Yurayt, 2010. – 886 s.

Anorganická chémia [Elektronický zdroj]. – Režim prístupu: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/2836.html. - Čiapka. z obrazovky. (1.09.2015).

Chronológia objavu chemických prvkov [Elektronický zdroj]. – Režim prístupu: https://ru.wikipedia.org/wiki/Chronology_of_the_discovery_of_chemical_elements. - Čiapka. z obrazovky. (1.09.2015).

Vysvetľujúca poznámka

Organická chémia je odvetvie chémie, ktoré študuje zlúčeniny uhlíka, ich štruktúru, vlastnosti a metódy syntézy. Rozvoj organickej chémie je základom pokroku. Má mimoriadne dôležitý vzdelávací a ekonomický význam. Prírodné organické látky a ich premeny sú základom javov života. Preto je organická chémia chemickým základom biologickej chémie a molekulárnej biológie - vied, ktoré študujú procesy prebiehajúce v bunkách organizmov na molekulárnej úrovni. Výskum v tejto oblasti nám umožňuje lepšie pochopiť podstatu živých prírodných javov. Priemysel vyrába celý rad syntetických organických zlúčenín na použitie v rôznych oblastiach rôznych priemyselných odvetvíľudská aktivita. Ide o ropné produkty, palivá pre rôzne motory, polymérne materiály (kaučuky, plasty, vlákna, filmy, laky, lepidlá atď.), povrchovo aktívne látky, farbivá, prípravky na ochranu rastlín, lieky, aromatické a voňavkárske látky atď. .P. Bez znalosti základov organickej chémie moderný človek nie je schopná využívať všetky tieto produkty civilizácie spôsobom šetrným k životnému prostrediu. Pre modernú mládež je dôležité vedieť, aký prínos prispeli domáci vedci k rozvoju vedy, ako ich objavy ovplyvnili vývoj Ruska

Výber tejto témy je určený jej relevantnosťou.

Cieľ práce zhromaždiť a analyzovať dostupnú literatúru na túto tému, zvážiť prínos a osud vedcov v tejto oblasti, analyzovať úlohu objavov domácich vedcov v rozvoji organickej chémie.

Úlohy:

Preskúmajte biografické informácie vedcov;

Analyzovať prínos ruských vedcov k rozvoju organickej chémie;

Analyzujte informácie a urobte záver o úspechoch a ich význame pre krajinu.

Predmet štúdia organická chémia.

Predmet štúdia: Úloha organickej chémie v rozvoji priemyslu.

Po Lomonosovovi študoval organické látky v RuskuTovij Jegorovič Lovitz .Dostal krištáľové víno a ľad octová kyselina absolútny etylalkohol a tiež vylepšené spôsoby výroby éterov.

V roku 1838 začal svoju vedeckú a pedagogickú kariéru na univerzite v Petrohrade.Alexander Abramovič Voskresenskij (1809-1880).Vlastní číslo hlavné štúdie v odbore organická chémia. Stanovil elementárne zloženie naftalénu a podrobne študoval kyselina močová, izoloval z kakaových bôbov alkaloid – teobromín, podobný zložením kofeínu.

Zinin dokázal v organickej chémii oveľa viac. Študoval napríklad produkty transformácie derivátov močoviny a benzoaldehydu a ako prvý syntetizoval horčičný olej. V roku 1853 urobil prvý pokus použiť nitroglycerín ako výbušninu.

Otvorenie v roku 1869Dmitrij Ivanovič Mendelejev periodický zákon a vytvorenie sústavy chemických prvkov mal veľkú hodnotu nielen pre chémiu, ale pre celé naše chápanie sveta. Tento objav sa stal základom modernej doktríny hmoty. Mendelejev vyvinul hypotézu o organickom pôvode ropy. Predložil aj návrh na podzemné splyňovanie uhlia.

Alexander Michajlovič Butlerov (1794-1886) vyštudoval prírodovedný odbor na Fyzikálnej a matematickej fakulte Kazanskej univerzity.

Butlerovova teória štruktúry bola potvrdená syntézou kyseliny izomaslovej, ktorú prvýkrát syntetizoval V.V. Markovnikov. V roku 1869 pripravil svoju doktorandskú dizertačnú prácu „Materiály k otázke chemických zlúčenín“.Pri vysvetľovaní vzájomného vplyvu atómov v molekulách zlúčenín vychádzal z myšlienky chemickej afinity, ktorej prejav určuje vzájomný vplyv atómov.

N. A. Menshutkin publikoval sériu článkov pod všeobecným názvom „Štúdia vplyvu izomérie alkoholov a kyselín na tvorbu esterov“.

Objavil závislosť rýchlosti reakcie od štruktúry, koncentrácie reaktantov a rozpúšťadla.

veľa vynikajúce objavy Naši organickí vedci zohrali veľkú úlohu pri posilňovaní obranyschopnosti našej vlasti. To sa prejavilo najmä počas Veľkej vlasteneckej vojny.V prvom rade riešia problémy životného prostredia.Otázky zrýchlený vývoj chemický priemysel, úplnejšie využitie chémie v mnohých odvetviach hospodárstva.

Človek žije vo svete organických zlúčenín a sám je súčasťou tohto sveta. Hmotným základom všetkých nám známych foriem života je fungovanie a premena organických zlúčenín. Preto bez znalosti podstaty a vlastností týchto zlúčenín nie je možné skutočne pochopiť podstatu biologických javov. Je prirodzené, že biologické vedy, ktoré sú fundamentálne vo vzťahu napríklad k najdôležitejším aplikovaným vedám pre človeka, akými sú poľnohospodárske alebo medicínske, sú stále viac založené na základoch molekulárnej biológie. Tá je zasa založená na chémii prírodných zlúčenín, ktorej vedeckým základom je nepochybne všeobecná organická chémia.

Ako veda organická chémia neexistovala až do polovice 18. storočia. V tom čase sa rozlišovali tri typy chémie: živočíšna, rastlinná a minerálna chémia. Živočíšna chémia študovala látky, ktoré tvoria živočíšne organizmy; zelenina - látky, ktoré tvoria rastliny; minerálne – látky, ktoré sú súčasťou neživej prírody. Tento princíp však neumožňoval oddelenie organických látok od anorganických. Napríklad, kyselina jantárová patril do skupiny minerály keďže sa získaval destiláciou fosílneho jantáru, potaš bol zaradený do skupiny rastlinných látok a fosforečnan vápenatý do skupiny živočíšnych látok, pretože sa získavali kalcináciou rastlinných (drevo) a živočíšnych (kostných) materiálov , resp.

V prvej polovici 19. storočia sa navrhovalo oddeliť zlúčeniny uhlíka do samostatnej chemickej disciplíny – organickej chémie.

Medzi vedcami v tom čase prevládal vitalistický svetonázor, podľa ktorého sa organické zlúčeniny tvoria iba v živom organizme pod vplyvom špeciálneho, nadprirodzeného“ vitalita" To znamenalo, že nebolo možné získať organické látky syntézou z anorganických a že medzi organickými a anorganickými zlúčeninami bola neprekonateľná priepasť. Vitalizmus sa tak zakorenil v mysli vedcov, že na dlhú dobu neboli uskutočnené žiadne pokusy syntetizovať organické látky. Vitalizmus však vyvrátila prax, chemický experiment.

V roku 1828 nemecký chemik Wöhler, pracujúci s kyanátom amónnym, náhodne získal močovinu

O
II
NH2–C–NH2.

Tieto a ďalšie úspechy chemikov si vyžiadali teoretické vysvetlenie a zovšeobecnenie možných ciest syntézy organických zlúčenín a spojenia ich vlastností so štruktúrou.

Organická chémia, ako už názov napovedá, teda vznikla ako výsledok štúdia organickej živej hmoty a zloženia organických molekúl.

V prvej polovici 19. stor. organickej chémie najväčší rozvoj vo Francúzsku a Nemecku. Jej úspechy sa vo veľkej miere spájajú s menami Nemcov F. Wöhlera, J. Liebiga, R. Bunsena a Francúzov A. Dumasa a S. Wurtza. Práve v ich laboratóriách sa školili mladí ruskí vedci, ktorí sa stali zakladateľmi rozvoja organickej chémie u nás. Pripomeňme, že vedecké cesty domácich chemikov do zahraničia sa uskutočňujú už od 30. rokov 19. storočia. sa začínajú rozširovať. Nahromadené skúsenosti a zručnosti sa neskôr ukázali ako mimoriadne užitočné.

Historicky prvou teóriou organickej chémie bola teória radikálov (J. Dumas, J. Liebig, I. Berzelius). Podľa autorov mnohé premeny organických zlúčenín prebiehajú tak, že niektoré skupiny atómov (radikálov) bez zmeny prechádzajú z jednej organickej zlúčeniny na druhú. Čoskoro sa však zistilo, že v organických radikáloch môžu byť atómy vodíka nahradené aj atómami, ktoré sú chemicky odlišné od vodíka, napríklad atómy chlóru, a typ chemickej zlúčeniny je zachovaný.

Teóriu radikálov nahradila pokročilejšia teória typov, ktorá pokrývala viac experimentálneho materiálu (O. Laurent, C. Gerard, J. Dumas). Teória typov klasifikuje organické látky podľa typov premien. Typ vodíka zahŕňal uhľovodíky, typ chlorovodíka zahŕňal halogénderiváty, typ vody zahŕňal alkoholy, étery, kyseliny a ich anhydridy a typ amoniaku zahŕňal amíny. Obrovský experimentálny materiál, ktorý sa hromadil, však už nezapadal do známych typov a navyše teória typov nedokázala predpovedať existenciu a spôsoby syntézy nových organických zlúčenín. Rozvoj vedy si vyžiadal vytvorenie novej, progresívnejšej teórie, na zrod ktorej už existovali určité predpoklady: bola stanovená tetravalencia uhlíka (A. Kekule a A. Kolbe, 1857), schopnosť atómu uhlíka bola ukázaná forma reťazcov atómov (A. Kekule a A. Cooper, 1857).

D.I. ho nazval „dedkom ruskej chémie“. Mendelejev A.A. Voskresenský. Tento vedec vlastne podnietil začiatok systematického výskumu organických zlúčenín v Rusku. Študent G.I. Hess, pokračoval vo vzdelávaní v Liebigovom laboratóriu v Giessene. Tu najprv stanovil elementárne zloženie naftalénu a kyseliny chinovej, určil zloženie a navrhol vzorec chinónu (1838). Po návrate do svojej vlasti Voskresensky v roku 1841 izoloval prírodný alkaloid - teobromín. Takéto úspechy by boli zásluhou každého organického chemika. Čoskoro však Voskresensky skutočne zastavil experimentálny výskum a úplne sa mu venoval pedagogickú činnosť, čo veľkou mierou prispelo k výcviku vysokokvalifikovaného personálu ruských chemikov.

Rozhodujúcu úlohu pri vytváraní teórie štruktúry organických zlúčenín má veľký ruský vedec Alexander Michajlovič Butlerov. 19. septembra 1861 to na 36. kongrese nemeckých prírodovedcov zverejnil A. M. Butlerov vo svojej správe „O chemickej štruktúre hmoty“.

Mladší súčasník Voskresenského a Zinina - A.M. Butlerov - považovaný spolu s D.I. Mendelejev bol najvýznamnejšou osobnosťou ruskej chémie devätnásteho storočia. Ako absolvent Kazanskej univerzity v rokoch 1851 až 1857. strávil v zahraničí, pracoval v Paríži u S. Wurtz a v Heidelbergu u A. Kekule. Ten posledný mal veľký vplyv na formovaní jeho teoretických predstáv. Podľa samotného A.M Butlerova, jeho pobyt v laboratóriách európskych vedcov zavŕšil jeho „transformáciu zo študenta na vedca“. Niekto by mohol povedať, že bol príliš skromný vo svojom sebavedomí, pretože zahraničné aktivity A.M. Butlerova sa vyznačovala pomerne vysokou nezávislosťou

Hlavné ustanovenia teórie chemickej štruktúry A.M. Butlerova možno zredukovať na nasledujúce.

1. Všetky atómy v molekule organickej zlúčeniny sú navzájom viazané v určitom poradí podľa ich mocenstva. Zmena poradia atómov vedie k vytvoreniu novej látky s novými vlastnosťami. Napríklad zloženie látky C2H6O zodpovedá dvom rôznym zlúčeninám: dimetyléteru (CH3–O–CH3) a etylalkoholu (C2H5OH).

2. Vlastnosti látok závisia od ich chemickej štruktúry. Chemická štruktúra je určitý poriadok v striedaní atómov v molekule, vo vzájomnom pôsobení a vzájomnom ovplyvňovaní atómov na seba - susedných aj prostredníctvom iných atómov. V dôsledku toho má každá látka svoje špeciálne fyzikálne a chemické vlastnosti. Napríklad dimetyléter je plyn bez zápachu, nerozpustný vo vode, tºmp. = -138ºC, bod varu = 23,6 °C; etylalkohol – kvapalina so zápachom, rozpustná vo vode, tºm. = -114,5 °C, tºvar. = 78,3 °C.
Táto pozícia teórie štruktúry organických látok vysvetlila fenomén izomérie, ktorý je rozšírený v organickej chémii. Uvedená dvojica zlúčenín – dimetyléter a etylalkohol – je jedným z príkladov ilustrujúcich fenomén izomérie.

3. Štúdium vlastností látok nám umožňuje určiť ich chemickú štruktúru a chemická štruktúra látok určuje ich fyzikálne a chemické vlastnosti.

4. Atómy uhlíka sú schopné sa navzájom spájať, pričom vytvárajú uhlíkové reťazce rôznych typov. Môžu byť otvorené aj uzavreté (cyklické), priame aj rozvetvené. V závislosti od počtu väzieb, ktoré atómy uhlíka spájajú, môžu byť reťazce nasýtené (s jednoduchými väzbami) alebo nenasýtené (s dvojitými a trojitými väzbami).

5. Každá organická zlúčenina má jeden špecifický štruktúrny vzorec alebo štruktúrny vzorec, ktorý je vytvorený na základe poskytnutia štvormocného uhlíka a schopnosti jeho atómov vytvárať reťazce a cykly. Štruktúru molekuly ako reálneho objektu možno experimentálne študovať pomocou chemických a fyzikálnych metód.

A.M. Butlerov sa neobmedzil na teoretické vysvetlenia svojej teórie štruktúry organických zlúčenín. Uskutočnil sériu experimentov, ktoré potvrdili predpovede teórie výrobou izobutánu, tertylbutylalkoholu atď. To umožnilo A.M. Butlerovovi v roku 1864 vyhlásiť, že dostupné fakty nám umožňujú ručiť za možnosť syntetickej výroby akejkoľvek organickej látky.

„Hviezda“ sa stala pre A.M. Butlerov v roku 1861, keď prvýkrát syntetizoval hexametyléntetraamín (urotropín), zlúčeninu dôležitú z praktického a teoretického hľadiska, a tiež vykonal úplnú syntézu cukrovej látky, ktorú nazval „metylénnitán“. A 19. septembra na kongrese nemeckých lekárov a prírodovedcov v Speyeri tento vedec vydal správu „O chemickej štruktúre látok“. V nej sformuloval hlavné postuláty jeho slávna teóriaštruktúra organických zlúčenín. Pôvodný postulát znel: „...Chemická povaha komplexnej častice je určená povahou elementárnych zložiek, ich počtom a chemickou štruktúrou... Každý chemický atóm, ktorý je súčasťou tela, sa podieľa na tvorbe tejto častice a pôsobí tu s určitým množstvom chemickej sily (afinity), ktorá k tomu patrí." Hoci nie všetci súčasníci zdieľali názory A.M. Butlerov a vzniesol námietky, teória chemickej štruktúry mala citeľný vplyv na rozvoj organickej chémie. Navyše sa to v podstate stalo prvým základným zovšeobecnením empirických faktov v organickej chémii, ktoré vlastnil ruský vedec. V rokoch 1830-1850 Západoeurópski vedci navrhli mnoho teórií, ktorých cieľom bolo vysvetliť štruktúru a vlastnosti organických zlúčenín. Jedna teória bola nahradená druhou, často vo svojej podstate opačnou. Všetky tieto teórie však nakoniec prispeli ku konečnému schváleniu atómovo-molekulárnej teórie. V Rusku počas tohto obdobia zostala organická chémia čisto experimentálnou vedou. Jeho hlavnou úlohou bola syntéza nových zlúčenín. S príchodom teórie A.M. Butlerova situácia sa začala nápadne meniť.

V prvom rade jeho autor sám široko aplikoval svoju teóriu v experimentálnej práci, tak ako o pár rokov neskôr D.I. Mendelejev by využil predikčné schopnosti periodickej tabuľky na predpovedanie existencie a vlastností neznámych prvkov. Na základe teórie štruktúry A.M. Butlerov v roku 1864 predpovedal a vysvetlil fenomén izomérie v mnohých organických zlúčeninách a tiež vykonal syntézu a stanovil štruktúru mnohých nasýtených a nenasýtených zlúčenín. Všimnime si ešte jednu pozoruhodnú okolnosť: domáca organická chémia sa v prvých desaťročiach svojho vzniku sústredila na štúdium aromatických zlúčenín. Od 60. rokov 19. storočia. Práca na alifatických zlúčeninách naberá na význame.

V rokoch 1864-1866. A.M. Butlerov pracoval na učebnici „Úvod do úplného štúdia organickej chémie“. Podľa Waldenova popisu to bola „prvá učebnica v ruštine, v ktorej bola celá organická chémia prezentovaná na základe novej doktríny chemickej štruktúry. Je to tiež prvá učebnica vo všeobecnosti, ktorá podala v zhustenej podobe konzistentné a plná aplikácia toto učenie."

Medzi významných petrohradských bádateľov polovice 19. stor. nemožno nespomenúť Yu.F. Fritzsche a B.S. Jacobi. Prvý z nich, rodák zo Saska, žil v Rusku viac ako 40 rokov. Bol skúseným experimentátorom, ale jeho pôvodné diela nemali medzi sebou žiadnu vnútornú súvislosť rôzne problémy chémia, hoci ich „organická zložka“ bola významná. Fritzsche ako prvý v Rusku izoloval anilín z indiga a získal kyselinu antranilovú (1840), syntetizoval dinitroantrachinón, ktorý dáva farebnú reakciu s aromatickými uhľovodíkmi, a extrahoval antracén z uhoľného dechtu (1866).

B.S. Jacobi, ktorý študoval na univerzitách v Berlíne a Göttingene, oživil záujem o elektrochemický výskum v Rusku. Medzi jeho najväčšie úspechy patril objav galvanoplastiky v roku 1838.

V ďalšom vývoji a zdôvodňovaní teórie štruktúry organických zlúčenín zohrali hlavnú úlohu Butlerovovi nasledovníci - V.V. Markovnikov, E.E. Wagner, N.D. Zelinsky, A.N. Nesmeyanov a ďalší.

Zo všetkých ruských chemikov V.V. Markovnikov najvýznamnejšie prispel k Butlerovovej teórii chemickej štruktúry, najmä vyvinul doktrínu vzájomného vplyvu atómov. Dal tiež jasné definície pojmov „izoméria“ a „metamerizmus“, formuloval pravidlá o smere reakcií substitúcie, eliminácie, adície na dvojitej väzbe a izomerizácie v závislosti od štruktúry chemickej zlúčeniny (Markovnikovove pravidlá). Markovnikov prakticky položil základy petrochémie a objavil nová trieda organické zlúčeniny - naftény.

A.M. Zaitsev vykonal zásadnú prácu v oblasti organickej syntézy. Medzi nimi predovšetkým treba poznamenať, že sa vyvinul v rokoch 1870-1875. spôsoby výroby alkoholov rôznych tried prostredníctvom organozinočnatých zlúčenín. Podobné metódyčoskoro sa ukázalo byť univerzálnym pre mnohé oblasti organickej syntézy.

V roku 1844 v odpade zo spracovania platinovej rudy Klaus objavil nový chemický prvok- ruténium, ktorého názov pochádza Latinský názov Rusko – Rusínsko. Ruténium bolo posledným neznámym členom rodiny ušľachtilých kovov. J. Berzelius, ktorý vysoko ocenil tento objav, napísal kazanskému vedcovi, že jeho meno „bude nezmazateľne zapísané do dejín chémie“. Klaus by sa mohol stať zakladateľom systematického štúdia platinových kovov u nás. Jeho tvorba v tom čase výrazne prevyšovala svetovú úroveň. Študoval nielen vlastnosti jednotlivých prvkov rodiny, ale snažil sa stanoviť aj vzorce zmien v týchto vlastnostiach. Klaus ako prvý navrhol rozdeliť platinové kovy do dvoch skupín: ľahké (ruténium-ródium-paládium) a ťažké (osmium-irídium-platina). Študoval tiež komplexné zlúčeniny platiny, najmä amoniak. V roku 1854 vedec publikoval na nemecký monografia „Materiály pre chémiu platinových kovov“, ktorá obsahovala množstvo referenčných materiálov. Toto dielo vyšlo v ruštine až v roku 1928. Žiaľ, Klaus nemal ani študentov, ani nasledovníkov. Ak by sa v jeho práci pokračovalo, Rusko by zaujalo vedúcu pozíciu vo výskume chémie komplexných zlúčenín, keďže platina a platinoidy predstavujú najúrodnejší objekt pre túto oblasť. Až koncom 19. storočia, po vytvorení teórie koordinácie švajčiarskym vedcom A. Wernerom, začal tieto zlúčeniny skúmať N.S. Kurnakov a L.A. Chugajev.

V chémii sa postupne formovali predstavy o štrukturálnych úrovniach organizácie hmoty. Komplikácia látky, počnúc od najnižšej, atómovej, prechádza štádiami molekulárnych, makromolekulárnych alebo vysokomolekulárnych zlúčenín (polymér), potom intermolekulárnych (komplex, klatrát, katenán) a nakoniec rôznymi makroštruktúrami (kryštál, micela) až po neurčité nestechiometrické útvary.

Po tom, čo sa v 70. a 80. rokoch minulého storočia objavila štruktúrna teória, ktorá je dodnes základom organickej chémie, vedci začali cielene určovať štruktúru látok nachádzajúcich sa v prírode. Najprv to boli celkom jednoduché zlúčeniny, napríklad etylalkohol, potom zložitejšie, ako aspirín, potom veľmi zložité štruktúry, napríklad taxol – jeden z najsľubnejších moderných protirakovinových liekov.

Štrukturálna teória organickej chémie je úžasná teória. Napriek úspechom kvantovej mechaniky, napriek úspechom v súvisiacich fyzické disciplíny, ona stále, ako je uvedené vyššie, základná teória organická chémia. Tu je vhodný nasledujúci presvedčivý citát: „Vo vede neexistuje všeobecná teória(aj keď vezmeme do úvahy tie z nich, ktoré majú striktnú matematickú formuláciu), ktoré by mali väčší úspech pri zovšeobecňovaní najheterogénnejších faktov v jednoduchej forme, ako je podiel konceptov, ktoré nazývame štrukturálna teória “(G. Lewis).

Štrukturálna teória bola doplnená o stereochémiu. Faktom je, že chémia sa zaoberá trojrozmernými objektmi a trojrozmerné objekty môžu mať chiralitu, keď objekt a jeho zrkadlový obraz sú rôzne objekty.

Základným pojmom organickej chémie je štruktúrna teória, doplnená o stereochémiu. Na základe tejto základnej teórie začali chemici vytvárať štruktúry prírodné látky a čo je dôležitejšie, uskutočniť syntézu organických zlúčenín (a v prípade chirálnych molekúl asymetrickú syntézu).

Napokon chémia zrodila svoj vlastný predmet skúmania: chemici syntetizovali obrovské množstvá látok, ktoré v prírode neexistujú. Toto tvorivosť chémia je ako umenie. Mnohí môžu napríklad napísať charakteristiku Anny Kareninovej, hoci, prísne vzaté, Anna Karenina v skutočnosti neexistovala. V chémii je to približne rovnaké: mnohé látky syntetizované chemikmi v prírode neexistujú, ale poznáme zákony chémie, môžeme ich syntetizovať a takpovediac vytvoriť paralelnú prírodu.

Okrem čisto úžitkovej hodnoty spĺňajú takéto predmety aj estetické potreby bádateľa. Je možné syntetizovať napríklad nádherné zhluky cyklopropánov spojených v vrtuľovom type. Osobitne, unikátne štruktúrne a praktické sú doteraz neznáme cyklické triangulány a najmä osemuholník alebo šesťuholník so šiestimi cyklopropánmi po obvode štruktúry. Teraz hľadáme prístupy k týmto súvislostiam.

Počnúc vytvorením štruktúry pomerne jednoduchých látok si chemici vytvorili svoj vlastný, v mnohých ohľadoch jedinečný svet štruktúr. V súčasnosti zo všetkých látok známych vede (asi 15 miliónov) približne 95 % tvoria zlúčeniny uhlíka, teda organické látky. Práce v oblasti organickej chémie a bioorganickej chémie sa množia rýchlejšie ako vo všetkých ostatných oblastiach chémie (ich objem tiež rastie, ale oveľa pomalšie).

Najnovšiu etapu vývoja organickej chémie charakterizuje prudký rozvoj priestorových koncepcií štruktúry hmoty a stereochemických koncepcií. V rokoch 1874-75 J. A. Le Bel a Van't Hoff navrhli, že 4 atómy alebo radikály spojené s atómom uhlíka sa nenachádzajú v rovnakej rovine, ale v priestore pozdĺž vrcholov štvorstenu, v strede ktorého je atóm uhlíka. V tomto smere sa rozšíril pojem izoméria, ustálilo sa niekoľko jej typov a položili sa základy stereochémie. Pre mnohé molekuly boli určené ich stabilné priestorové konfigurácie; Následne výskumníci vytvorili labilné konformácie molekúl, ktoré vznikajú v dôsledku určitých ťažkostí pri voľnej rotácii atómových skupín okolo jednoduchých väzieb.

Objem práce v oblasti organickej chémie teda rastie a intelektuálne štruktúrna organická chémia sa ešte dlho nevyčerpá. Kam však ísť ďalej? Syntetizovať ďalších 15 miliónov látok? Pretože z celej tejto rozmanitosti praktické využitie Nájdených len 10–30 tisíc látok, vzniká veľmi zásadná otázka: „kam ďalej?

Moderná teoretická organická chémia je založená na všeobecnej fyzikálnej doktríne o štruktúre hmoty, na výdobytkoch kvantovej teórie, termodynamiky a štatistickej fyziky.

Organická chémia urobila veľký pokrok. Boli teda vyvinuté automatické spôsoby syntézy mnohých proteínov; bola stanovená štruktúra radu dôležitých prírodných látok - tetrodotoxín, hemoglobín, aspartátaminotransferáza s obsahom 412 aminokyselín atď.; Syntetizovali sa najkomplexnejšie prírodné zlúčeniny – chinín, vitamín B12 a dokonca aj chlorofyl. Obrovský vplyv Organická chémia ovplyvnila rozvoj molekulárnej biológie. Organická chémia vytvorila základ pre vytvorenie silného priemyslu ťažkej organickej syntézy.

Polymérna chémia, ktorá sa v samostatnú chemickú disciplínu sformovala až v 30. rokoch, študuje celý komplex predstáv o spôsoboch syntézy vysokomolekulových zlúčenín, ich vlastnostiach a premenách, ako aj o vlastnostiach telies vybudovaných z makromolekúl. Pre moderná scéna Pre chémiu polymérov je charakteristické hĺbkové štúdium mechanizmov katalytickej polymerizácie spôsobenej organokovovými zlúčeninami, najmä syntéza stereoregulárnych polymérov, a štúdium mikroštruktúry vysokomolekulárnych zlúčenín. Zistilo sa, že vlastnosti polymérov závisia nielen od chemické zloženie, štruktúra a veľkosť makromolekúl, ale nie menej z ich relatívnu polohu a balenie (supramolekulárna štruktúra). Dôležitým úspechom bolo vytvorenie tepelne odolných polymérov (organokremičité, polyimidy atď.). Úspechy polymérnej chémie umožnili vytvorenie takých dôležitých odvetví chemického priemyslu, akými sú výroba plastov, syntetického kaučuku, chemických vlákien, farieb a lakov, iónomeničov, lepidiel atď.

Úspechy modernej organickej chémie sú obrovské. Organická syntéza umožnila získať pomerne zložité zlúčeniny - niektoré hormóny, enzýmy, vitamíny, farbivá. Organická chémia bude zajtra čeliť ešte väčším výzvam, keď budú chemici schopní syntetizovať zložitejšie organické zlúčeniny. Organické látky sa používajú takmer vo všetkých odvetviach: potravinárstvo, farby a laky, textilný, farmaceutický, kožiarsky priemysel atď. Bez organickej chémie si to dnes nemožno predstaviť moderná medicína, poľnohospodárstvo, strojárstvo a doprava, elektrotechnický priemysel, stavebníctvo.

Bibliografia

Žefirov N.S. O trendoch vo vývoji modernej organickej chémie. M.: Moskovský Štátna univerzita ich. M.V. Lomonosová, 2002.

Trifonov D. N. Vznik organickej chémie. Kazanská chemická škola// História chémie v Rusku: stručné eseje. – M., 2001.

Yudin Ya.F. História organickej chémie / Ed. S.Ya. Vavilová. M., 2000.

Skvelí vedci, ktorí prispeli významný príspevok v rozvoji chémie Tatyana Gennadievna Frolova, učiteľka chémie a biológie, Mestská vzdelávacia inštitúcia Iljinskaja stredná škola, okres Krasnogorsk, Moskovský región 2011

Dmitrij Ivanovič Mendelejev Narodil sa v Tobolsku v rodine riaditeľa gymnázia. Po skončení strednej školy nastúpil na Hlavný pedagogický inštitút v Petrohrade, ktorý ukončil so zlatou medailou. Ako študent publikoval svoj prvý vedecký výskum. Pracoval ako starší učiteľ na gymnáziu v Simferopole a potom na gymnáziu na Richelieu Lyceum v Odese. Po obhajobe dizertačnej práce prednáša študentom a vedie praktické hodiny. 1834 - 1907 Jeden z najväčších svetových vedcov a brilantných chemikov 19. storočia.

Po návrate do Ruska bol zvolený za profesora na Petrohradskej univerzite, kde viedol vedeckú a pedagogickú prácu 23 rokov. Medzi najväčšie práce Mendelejeva patria: výskumy v oblasti fyzikálno-chemickej podstaty roztokov, stavu plynov; hydratačná teória roztokov (ktorá je aktuálna aj dnes). On je autorom základný výskum v chemickej technológii, fyzike, metrológii, letectve, poľnohospodárstvo, ekonomika, školstvo. Osobitný význam pripisoval využívaniu ropy ako suroviny na výrobu rôznych chemických produktov. Nájdené všeobecná rovnica stav ideálneho plynu (Cliperon-Mendelejevova rovnica). Podieľal sa na vývoji bezdymového pušného prachu. V apríli 1859 odišiel Mendelejev na vedeckú cestu do Nemecka. V Heidelbergu študoval kapilárne javy, stretol sa s významnými vedcami, zúčastnil sa Chemického kongresu.

Je autorom prvej ruskej učebnice „Organická chémia“ a knihy „Základy chémie.“ Za vynikajúce výsledky vo vede bol D.I. Mendelejev zvolený za čestného člena mnohých zahraničných akadémií vied a vedeckých spoločností. Bol iniciátorom vytvorenia Ruskej chemickej spoločnosti (dnes Ruská chemická spoločnosť pomenovaná po Dmitrijovi Ivanovičovi Mendelejevovi), organizátorom a prvým riaditeľom Hlavnej komory pre váhy a miery (inštitút je po ňom pomenovaný). Periodický systém je rozmiestnený na stene Ústavu metrológie. V roku 1869 objavil periodický zákon a vytvoril periodická tabuľka. Predpovedal a opísal vlastnosti niektorých prvkov. Ako uznanie priority veľkého ruského chemika Dmitrija Mendelejeva bol prvok s poradovým číslom 101 Md nazvaný mendeleevium.

Jens Jacob Berzelius 1779 - 1848 švédsky chemik a mineralóg. Študoval chémiu v Uppsale. Zostavil tabuľku relatívnych hmotností (vzhľadom na kyslík). Prispel k rozvoju atómovej doktríny. Vytvoril elektrochemickú teóriu chemických väzieb a na jej základe vybudoval klasifikáciu prvkov, zlúčenín a minerálov. Vyvinul systém chemickej symboliky, ktorý sa používa dodnes. Vytvoril prvú teóriu štruktúry hmoty. Objavený cér, selén, kremík, zirkónium, tantal, vanád. Učebnicu vydal v troch zväzkoch, ktoré prešli piatimi vydaniami.

John Dalton 1766 - 1844 Vynikajúci anglický chemik a fyzik sa narodil v chudobnej rodine v Eagestfelde. Vzdelanie som získal sám. Zakladateľ atómových pojmov v chémii. Prvýkrát zaviedol pojem „atómová hmotnosť“ a zostavil tabuľku relatívnych atómových a molekulových hmotností, pričom atómovú hmotnosť vodíka považoval za jednu. Stanovil relatívne molekulové hmotnosti vody, amoniaku, kyseliny sírovej atď. Zaviedol do chémie symboly prvkov a vzorce zlúčenín. Teoreticky objavil zákon viacerých pomerov. Predložil a podložil teóriu atómovej štruktúry. Zistil, že ľudia sú imúnni voči jednotlivým farbám, „farebná slepota“, ktorou trpel aj on sám.

Antoine Laurent Lavoisier 1743 - 1794 francúzsky chemik. Narodil sa v bohatej rodine, získal vzdelanie slobodného umenia. Prejavil veľkú inklináciu k štúdiu prírodných vied. Na vlastné náklady vytvoril laboratórium. Jeden z tvorcov vedeckej chémie, považoval ju za experimentálnu vedu. Dokázal zložitosť zloženia vzduchu a vody. Správne vysvetlil procesy spaľovania, praženia kovov a dýchania za účasti kyslíka v nich. Položil základy organickej analýzy a termochémie. Život člena Parížskej akadémie vied Lavoisiera sa skončil tragicky. Byť podporovateľom konštitučná monarchia, bol popravený počas Francúzskej revolúcie.

Joseph Priestley anglický chemik a filozof, jeden z najvýznamnejších vedcov 18. storočia. Filologické a teologické vzdelanie získal na Akadémii v Deventry. Prívrženec Veľkej francúzskej revolúcie, za čo bol prenasledovaný, a preto emigroval do USA. Čestný člen Petrohradskej akadémie vied. Priestleyho výskum chémie položil základy vedy o plynoch. Študoval oxid uhličitý, ako prvý získal amoniak, chlorovodík, oxid dusnatý (1) a objavil kyslík. Ukázal, že rastliny „opravujú“ vzduch. 1733 - 1804

Michael Faraday anglický chemik a fyzik. Narodený v Londýne. Učil som sa sám. Riaditeľ laboratória a profesor na Royal Institution v Londýne. Čestný člen Petrohradskej akadémie vied. Zaoberal sa chemickým rozborom vápenca, študoval zliatiny železa, získaval tekutý chlór, sírovodík, čpavok, objavil benzén. Priekopník a výskumník katalytických reakcií. Objavené javy elektromagnetická indukcia. Objavené chemické pôsobenie elektrický prúd. Nainštalované kvantitatívne zákony elektrolýza. Objavil para- a diamagnetizmus. Zaviedol koncepty elektrického a magnetického poľa 1791 - 1867

Karl Wilhelm Scheele švédsky chemik, člen Kráľovskej švédskej akadémie vied. Vzdelaním a povolaním farmaceut. Pracoval v lekárňach v rôznych mestách Švédska, kde robil chemický výskum. Prijaté anhydridy chlóru, glycerínu, molybdénu a volfrámu. Objavil fluorovodík, fluorid kremičitý, oxid bárnatý a množstvo kyselín: vínnu, šťaveľovú, mliečnu, kyanovodíkovú atď. Objavil schopnosť čerstvo vypáleného dreveného uhlia absorbovať plyny. Skúmané minerály. Na jeho počesť je pomenovaný minerál scheelit CaWO4. 1742-1786

Henry Cavendish 1731 - 1810 Narodil sa v Nice, vyštudoval Cambridge University. Venoval sa výskumu v oblasti fyziky, obohacoval chémiu o informácie zásadného významu. Stanovené základné zloženie vzduchu. Spálením vodíka získal vodu, čím určil pomer objemov plynov interagujúcich pri tejto reakcii. Pozoroval som, že pri pôsobení elektrickej iskry na vlhký vzduch vzniká kyselina dusičná. V oblasti fyziky predpokladal neskoršie objavy. Po Cavendishovi je pomenované fyzikálne laboratórium na univerzite v Cambridge.

Ruský chemik. Pracoval na teórii chemickej štruktúry organických zlúčenín.Predpovedal a vysvetlil izomériu množstva organických zlúčenín: dvoch izomérnych butánov, troch pentánov a alifatických alkoholov (až po amylalkoholy).Napísal prvú príručku v histórii vedy založenú o teórii chemickej štruktúry - "Úvod do úplného štúdia organickej chémie." Alexander Michajlovič Butlerov 1828 -1886

Vladimir Vasilievich Markovnikov Ruský chemik, pracoval v oblasti organickej chémie. Skúmal vzájomný vplyv atómov v organickej hmoty, smery substitúcie, eliminácie, adície na dvojitej väzbe a izomerizačných reakcií v závislosti od chemickej štruktúry (Markovnikovove pravidlá) Skúmal zloženie ropy. Objavili novú triedu organických zlúčenín - naftény. Obrovským spôsobom prispel k rozvoju chemického výskumu a výučby chémie na univerzite. Jeden z organizátorov Ruskej chemickej spoločnosti 1837-1904

Vynikajúci ruský organický chemik, akademik Akadémie vied v Petrohrade, prvý prezident Ruskej fyzikálnej a chemickej spoločnosti. Príprava anilínu pôsobením vodíka na nitrobenzén Objavil „benzidínový prešmyk“ (prešmyk hydrazobenzénu pôsobením kyselín) Nikolaj Nikolajevič Zinin 1812 -1880

Nikolaj Dmitrievič Zelinskij Sovietsky organický chemik, akademik Akadémie vied ZSSR (1929), jeden zo zakladateľov doktríny organickej katalýzy. Vytvorili plynovú masku (spoločne s A. Kumantom) Zaoberali sa hydrolýzou bielkovín v autokláve, stanovením ich zloženia aminokyselín Vytvorili veľkú školu vedcov, ktorí zásadne prispeli k rôznym oblastiam chémie. 1861 - 1953