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

21727. Устройства массовой памяти на сменных носителях 180 KB
  Устройства массовой памяти на сменных носителях Вопросы: Магнитооптические диски. Оптические диски CD DVD PD. Эти устройства подключаются к компьютеру с помощью следующих интерфейсов: АТА SCSI USB Наибольшей популярностью пользуются в настоящее время CD DVD и магнитооптические диски. Магнитооптические диски.
21728. Аудио система персонального компьютера 245.5 KB
  Собственно цифровые каналы звуковой карты проходят через интерфейсные схемы например MIDI от шины расширения до ЦАП и от АЦП обратно к шине. На этих картах располагается и порт традиционного MIDI. Интерфейс MIDI Цифровой интерфейс музыкальных инструментов MIDI Musical Instrument Digital Interface является последовательным асинхронным интерфейсом с частотой передачи 3125 Кбит с. В настоящее время интерфейс MIDI имеют и дорогие синтезаторы и дешевые музыкальные клавиатуры пригодные в качестве устройств ввода компьютера.
21729. Коммуникационные устройства 306.5 KB
  Обмен данными требуется для различных целей: передачи файлов совместного использования периферийных устройств например принтеров доступа к разнообразным информационным услугам Интернета и частных сетей приема и передачи факсимильных сообщений посылки сообщений на пейджеры и мобильные телефоны установление голосовой связи IPтелефония видеосвязи и даже совместных игр по сети. СОМпорт Последовательный интерфейс для передачи данных в одном направлении использует одну сигнальную линию по которой информационные биты передаются друг за...
21730. Беспроводные интерфейсы связи 575 KB
  Инфракрасный интерфейс IrDA 2. В беспроводных интерфейсах используются электромагнитные волны инфракрасного IrDA Infrared Data Association и радиочастотного Blue Tooth диапазонов. Инфракрасный интерфейс IrDA 1. Общая характеристика IrDA Применение излучателей и приемников инфракрасного ИК диапазона позволяет осуществлять беспроводную связь между парой устройств удаленных на расстояние нескольких метров.
21731. Общая характеристика периферийных устройств ЭВМ 68.5 KB
  Общая характеристика периферийных устройств ЭВМ Вопросы: Введение в дисциплину периферийные устройства ПУ ЭВМ. Введение в дисциплину периферийные устройства ПУ ЭВМ. Как известно совместимый IBM PC компьютер организован по фоннеймановской архитектуре которая была сформулирована Джорджем фон Нейманом еще в 1945году и имеет следующие принципы: ЭВМ состоит из блока управления БУ и арифметикологического устройства АЛУ. Согласно этой архитектуры ЭВМ можно условно разделить на устройства непосредственной обработки информации и...
21732. Клавиатура. Манипуляторы-указатели 103 KB
  Вопросы: Общая характеристика клавиатуры. Интерфейс клавиатуры и мыши.Общая характеристика клавиатуры. Емкостные датчики и датчики Холла не имеют подвижных контактов и являются наиболее надежными для клавиатуры.
21733. Принципы вывода изображений 209 KB
  Принципы организации видеопамяти. Такой способ отображения называется линейным линейной последовательности пикселов соответствует линейная последовательность бит или групп бит видеопамяти. Многослойное отображение пикселов памяти Таким образом объем видеопамяти в битах V требуемый для хранения образа экрана определяется как произведение количества пикселов p в строке на количество строк n и на количество бит на пиксел b. Если физический объем видеопамяти превышает объем необходимый для отображения матрицы всего экрана видеопамять...
21734. Обработка видеоизображений 128.5 KB
  Стандарты кодеков изображений MPEG. Более совершенные устройства позволяют записывать в реальном времени последовательность видеокадров выполняя их сжатие методами MJPEG DVI или INDEO MPEGкодирование требует слишком больших ресурсов для выполнения преобразования в реальном времени. MPEG ряд кодеков MPEG1 MPEG2 MPEG4 MPEG7. Стандарты кодеков изображений MPEG.
21735. Дисплей и его разновидности 147 KB
  Крупицы люминофора Зерно триады экрана Экран Заполнение экрана Шаг матрицы зерен экрана Рис 5. Шаг матрицы зерен экрана Dot Pitch принято измерять в миллиметрах. Однако отождествлять эти два параметра не очень корректно и параметр Dot Pitch лучше перевести как зернистость экрана но не размер зерна. У 15 мониторов проволочка одна она расположена снизу на высоте примерно 1 3 высоты экрана.