58140

Развитие органической химии. Теория радикалов и теория типов

Другое

Педагогика и дидактика

В теории типов органические соединения конструировались из неорганических веществ типов тип водорода воды хлористого водорода аммиака замещением в них атомов на органические фрагменты; введено понятие изомерии Берцелиус.

Русский

2014-04-22

1.93 MB

28 чел.

§1.2 Развитие органической химии. Теория радикалов и теория типов.

Истоки органической химии восходят к глубокой древности (уже тогда знали о спиртовом и уксуснокислом брожении, крашении индиго и ализарином).
Индиго
, один из самых прочных и ярких природных красителей. Само название «индиго» происходит от «индикус», то есть «индийский». В Индии и Египте индиго был известен с древнейших времен, а добывали его из стеблей и листьев растений рода индигофера (Indigofera tinctoria L.) Для того, чтобы получить 3 кг. красителя, необходимо было переработать 100 кг. листьев растений!

Ализарин, или Марену, также являлся весьма распространенным и значимым красителем, который добывали из корней растения марена (корни растения Rubia tinctoria, известные под названием alizari).
Этот цвет особенно прижился во Франции и Англии, ведь в 19 веке Луи Филипп велел использовать Ализарин для окраски обмундирования французской пехоты, однако красные рейтузы французов смотрелись не столь стильно, как знаменитые английские красные плащи.
Интересно, что сам Ализарин имеет желтый цвет, и образует красную окраску только после протравы ткани солями алюминия (например, алюминиевыми квасцами)

Другой красный краситель, а точнее сказать, алый, – Кармин (или Кошениль), имеет животное происхождение. Добывают его из высушенных тел насекомых, а именно – самок червеца карминоносного (Coccus cacti). 150 тысяч насекомых необходимо изловить среди колючек мексиканского кактуса (на которых и проживает червец), чтобы получить всего 1 кг. красителя!

Кстати, Кошениль популярен до сих пор, в том числе и как пищевой краситель. В США продукты, покрашенные кармином, помечают фразой «содержит только натуральные красители». Однако долгое время шли дебаты о том, чтобы производители продуктов с использованием кошенили обязательно указывали на этикетке фразу «с добавлением насекомых». Вегетарианцам рекомендовано избегать клубничных, малиновых, и вишнёвых йогуртов, мороженного, соков, а так же любых других покупных продуктов любого оттенка красного. Ведь за фразой «содержит только натуральные составляющие» наверняка будут скрываться невинно убитые жуки.
Брожение, или ферментация. 

Однако в средние века (период алхимии) были известны лишь немногие индивидуальные органические вещества. Все исследования этого периода сводились главным образом к операциям, при помощи которых, как тогда думали, одни простые вещества можно превратить в другие. Начиная с 16 в. (период ятрохимии) исследования были направлены в основном на выделение и использование различных лекарственных веществ: был выделен из растений ряд эфирных масел, приготовлен диэтиловый эфир, сухой перегонкой древесины получены древесный (метиловый) спирт и уксусная кислота, из винного камня - винная кислота, перегонкой свинцового сахара - уксусная кислота, перегонкой янтаря - янтарная кислота. Большая роль в становлении органической химии принадлежат А.Лавуазье, который разработал основные количественные методы определения состава химических соединений. Лавуазье (Antoine-Laurent Lavoisier) — великий основатель современной химии, род. в Париже 26 авг. основатель современной химии. Лавуазье происходил из состоятельной буржуазной семьи.1743 г.; в 1794 г. 8 мая (19 флореаля II года республики) был гильотинирован по решению революционного трибунала.
Слияние
химии соединений растительного и животного происхождения в единую химическую науку органической химии осуществил Й.Берцелиус, который ввел сам термин и понятие органического вещества, образование последнего, по Берцелиусу, возможно только в живом организме при наличии "жизненной силы".
Берцелиус Иоган-Яков (барон фон-В.) — шведский химик, род. 29 авг. 1779 г. в Вестерлёсе, неподалеку от Линчёпинга, в Остготланде; первоначальное образование получил в линчёпингской гимназии, а затем в Упсальском университете

Это заблуждение опровергли Ф.Вёлер (1828), который получил мочевину (органическое вещество) из цианата аммония (неорганическое вещество), А.Кольбе, синтезировавший уксусную кислоту,
 
Фридрих Вёлер (нем. Friedrich Wöhler; 31 июля 1800, Эшерсхейм — 23 сентября 1882, Гёттинген) — немецкий химик, по образованию врач. Изучал химию у Л. Гмелина в Гейдельберге и Й. Берцелиуса в Стокгольме.
КОЛЬБЕ (Kolbe), 27 сентября 1818 г. – 25 ноября 1884 г. Немецкий химик Адольф Вильгельм Герман Кольбе родился в Эллихаузене близ Гёттингена.
М.Бертло, получивший метан из H2S и CS2, A.M Бутлеров, синтезировавший сахаристые вещества из формалина.
В первой половине 19 в. был накоплен обширный опытный материал и сделаны первые обобщения, определившие бурное развитие органической химии.
Теория типов (Ш.Жерар, 1853), 


Французский химик Шарль Фредерик
Жерар родился в Страсбурге в семье банковского служащего.
В теории типов органические соединения конструировались из неорганических веществ - "типов" (тип водорода, воды,
хлористого водорода, аммиака) замещением в них атомов на органические фрагменты; введено понятие изомерии (Берцелиус).

В 1852 г. в работе "Об ангидридах органических кислот" Жерар сформулировал положения, составившие новую теорию типов (теорию типов Жерара-Лорана), которая на основании унитарного подхода включила и представления о сложных радикалах, и идеи Дюма о типах молекул. Согласно новой теории типов, "органические соединения могут быть сведены к трём или четырём типам; каждый из них способен давать <гомологические> ряды…; этими типами являются вода Н2О, водород Н2, хлористый водород HCl и аммиак NН3. Обменивая свой водород на определённые группы, эти типы дают начало кислотам, спиртам, эфирам, гидридам, органическим хлоридам, кетонам, щелочам".  Ниже приведены формулы Жерара-Лорана для основных типов:

Некоторые соединения, принадлежащие к типу воды и полученные замещением водорода на соответствующие атомы или сложные радикалы, изображались в новой теории типов следующим образом:

Новая теория типов завоевала в 1850-е годы широкое признание; она позволила систематизировать органические соединения, список которых очень быстро увеличивался и, что особенно важно, привела к открытию многих новых соединений (в частности, существование ангидридов карбоновых кислот было предсказано Жераром на основании данной теории. Тем не менее, новая теория типов также не могла полностью удовлетворить химиков. Новая теория типов по-прежнему обходила стороной вопрос о молекулярной структуре. Жерар в рамках унитарного подхода утверждал, что формулы теории типов отражают лишь прошлое и будущее молекулы, но не её строение, которое, по его мнению, можно установить лишь физическими методами. Поэтому Жерар скептически относился к рациональным формулам теории и протестовал против утверждений, что каждому химическому соединению непременно соответствует лишь одна такая формула. ой теории).

Исследования Э.Франклендом (1852) металлоорганических соединений позволили установить четырехвалентность углерода, заложить основы теории валентности (Ф.Кекуле, 1858) и постулировать существование углерод-углеродных простых и двойных связей.
 Кекуле (Kekule) Фридрих Август (7.9.1829, Дармштадт,—13.7.1896, Бонн), немецкий химик-органик. В 1856—58 приват-доцент Гейдельбергского университета. С 1858 профессор химии Гентского университета (Бельгия).

Революционный вклад внес А.Купер (1858), который ввел понятие валентного штриха.

С тех пор и по настоящее время химики используют язык так называемых конституционных (структурных) формул молекул органических соединений, в которых связи между отдельными атомами обозначаются с помощью одного (простая, или одинарная, связь), двух (двойная) или трех (тройная) валентных штрихов.

Одновременно продолжается интенсивное развитие синтеза. Создаются первые промышленные производства органических соединений (А.Гофман, У.Перкин-старший - синтетические красители: мовеин, фуксин, цианиновые и азокрасители). Усовершенствование открытого Н.Н.Зининым (1842) способа синтеза анилина послужило основой создания анилинокрасочной промышленности.
В начале XIX века, во время войны Франция находилась в блокаде и была лишена необходимых товаров, поступавших из-за границы. Не ввозилась больше в страну и синяя краска индиго, необходимая для окраски солдатских мундиров. Наполеон пообещал миллион франков тому, кто откроет способ получения этого красителя из отечественного сырья. Но получить премию так никому и не удалось.

   Лишь спустя сорок лет, в 1842 г., профессор Казанского университета Николай Николаевич Зинин сделал открытие, благодаря которому химики смогли найти промышленный способ получения не только индиго, но и многих других красителей. И уже в 1862 г. на международной выставке, проходившей в Лондоне, появились первые образцы синтетических красителей и окрашенные ими ткани, перья и меха. Посетители поражались многообразию красок, их яркостью, глубиной и блеском, невиданным до той поры. Но самое удивительное, что все эти красители были сделаны из одного вещества – анилина, получаемого из каменноугольной смолы. 

   Таким образом, создание анилинокрасочной промышленности стало возможным лишь после открытия, сделанного русским ученым Н.Н. Зининым. Но несмотря на это в Россию краски еще долгое время завозились из-за границы. А тонны каменноугольной смолы – сырья для получения анилина, использовались по-старинке – для пропитки шпал и смазывания деревянных мостовых. 

 

PAGE   \* MERGEFORMAT 1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74350. Закон Ома для участка электрической цепи. Математическая запись. Падение и потери напряжения. Векторная диаграмма токов и напряжений 525 KB
  Падение и потери напряжения. Закон Ома для участка электрической сети: Ток на участке сети при неизменном сопротивлении пропорционален падению напряжения на участке сети. При неизменном падении напряжения ток на участке сети обратно пропорционален сопротивлению сети Математическая запись: Падение и потери напряжения: Если взять разность показаний вольтметров V1 и V2: эта разность компенсируется потерей или перепадом напряжения. эта величина называется падением напряжения Протекание электрического тока обусловлено...
74351. Характеристика и определение потерь мощности в ЛЭП напряжением 6-500 кВ. Баланс мощности ЛЭП 33.5 KB
  Баланс мощностей является следствием закона сохранения энергии и может служить критерием правильности расчета электрической цепи. а Постоянный ток Для любой цепи постоянного тока выполняется соотношение: 14 Это уравнение представляет собой математическую форму записи баланса мощностей: суммарная мощность генерируемая источниками электрической энергии равна суммарной мощности потребляемой в цепи. Из закона сохранения энергии следует что сумма всех отдаваемых активных мощностей равна сумме всех потребляемых активных мощностей т. 15В...
74354. Цель расчета и математическая постановка задачи. Общая характеристика методов решения уравнений установившихся режимов 29 KB
  Общая характеристика методов решения уравнений установившихся режимов. Расчет и анализ электрических режимов реальных ЭС и систем передачи и распределения электроэнергии содержащих десятки сотни линий электропередачи и узлов нагрузки необходимо выполнять посредством программно-вычислительных комплексов на ЭВМ. Расчет установившихся режимов ЭС содержит два этапа: формирование уравнений и их решение. Расчет установившихся режимов состояний ЭС в классическом виде заключается в определении напряжений в узлах сети используя которые находят...
74355. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАЗОМКНУТЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 184 KB
  Электрической сетью называется совокупность линий электропередачи и преобразующих подстанций, предназначенная для передачи, распределения и доставки электрической энергии потребителям. Назначение распределительных сетей – снабжение потребителей электрической энергией нормированного качества
74356. РАСЧЕТ РЕЖИМА ЛЭП ПРИ ИЗВЕСНОМ НАПРЯЖЕНИИ В НАЧАЛЕ U1=const И МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ В КОНЦЕ S1=const 140 KB
  Схема замещения линии электропередачи с обозначениями параметров электрического состояния Данный случай является наиболее общим. Расчет параметров режима линии выполняется итерационным путем в два этапа в такой последовательности. С начала зададим напряжение в конце линии например равным ожидаемому или номинальном. Тогда можно определить приближенно ток нагрузки...
74357. Расчет установившегося режима ЛЭП с несколькими электрическими нагрузками. Векторные диаграммы 2.25 MB
  Учитывая положение о качестве расчетов, последний будет иметь итерационный характер. Представим схему замещения не содержащую поперечных ветвей.
74358. РЕЖИМ ХХ ЛЭП 86 KB
  РЕЖИМ ХХ ЛЭП Режим холостого хода линии электропередачи ЛЭП возникает при отключении электрической нагрузки при включении линии под напряжение в первые часы после ее монтажа а также в период синхронизации включении на параллельную работу электрических систем посредством объединяющей их ЛЭП. Режим холостого хода является частным случаем рабочего режима ЛЭП однако выделим его отдельно ввиду заслуживающей внимания особенности и практической значимости для линий напряжением 220 кВ и выше. Справедливость такого допущения можно установить...