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

23 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

68457. Организация оперативного ввода изображений в авиационные геоинформационные комплексы реального времени 1.17 MB
  Одной из основных проблем создания ИГК РВ является проблема оперативного ввода больших массивов видеоинформации в реальном масштабе времени, налагаемых на картографический фон. Эта видеоинформация может быть «набросана» от руки и представляет собой изображение...
68458. История политических учений 95 KB
  Отвергая демократию как форму государства Платон настаивает на необходимости использования ее основных принципов в его модели совершенного государства. Подчинения государства закону регулирования общественной жизни людей писанными нормами права и т.
68459. Становление и развитие политической мысли в России 76.5 KB
  История возникновения политической мысли в России совпадает с этапами становления и развития русской государственности. Она развивалась следуя собственным идеалам обычаям и традициям во взаимосвязи с русской философией закономерностями и тенденциями отечественной политической истории.
68460. ФОРМАТИРОВАНИЕ ДАННЫХ В ЯЧЕЙКАХ 1.36 MB
  Ячейка – это минимальный адресуемый элемент рабочего листа. Ячейка определяется адресом. Кроме этого можно задавать диапазон ячеек. Диапазоном называется группа ячеек. Чтобы задать адрес диапазона нужно указать адреса верхней левой и нижней правой ячейки, разделив их двоеточием.
68461. РАБОТА С ФОРМУЛАМИ И ФУНКЦИЯМИ 72 KB
  Формулы в таблице и технология их использования Формула в электронной таблице это выражение по которому вычисляется значение в ячейке. Формула всегда начинается с символа равно =. Формула состоит из операндов и символов операций В качестве операндов используются: Числа.
68462. Разработка рекомендаций по обеспечению защиты информации в отделе записей актов гражданского состояния (ЗАГС) по Центральному району 435 KB
  Информационная безопасность организации - целенаправленная деятельность её органов и должностных лиц с использованием разрешённых сил и средств по достижению состояния защищённости информационной среды организации, обеспечивающее её нормальное функционирование и динамичное развитие.
68463. Работа с текстом в Excel 64.5 KB
  Excel предоставляет очень много функций для работы с текстом позволяющие преобразовывать исходные текстовые данные и производить разнообразные действия. Все функции для обработки текста можно просмотреть в диалоговом окне Мастер функций кнопочка fx в категории Текстовые.
68464. Основные положения стереохимии. Реакционная способность гетерофункциональных соединений 97 KB
  Стереохимия изучает пространственное строение органических соединений. Органические молекулы с одинаковой молярной массой, он отличающиеся природой или последовательностью связей между атомами и пространственным расположением атомов называются изомерами.
68465. Аминокислоты, пептиды и белки 820 KB
  Для записи аминокислотных остатков в макромолекулах пептидов и белков используют трехбуквенные сокращения их тривиальных названий (см. табл. 1). –аминокислоты – кристаллические вещества, растворимые в воде. Часть из них обладает сладким вкусом.