Органи́ческая хи́мия — раздел химии, изучающий структуру, свойства и методы синтеза[1] углеводородов и их производных.
Производными углеводородов называются вещества, полученные из углеводородов замещением одного или нескольких атомов водорода на другие атомы или группы атомов (называемых функциональными группами).
Наибольшее количество соединений углерод образует с так называемыми элементами-органогенами углерода соединяться с большинством элементов и образовывать молекулы различного состава и строения обусловливает многообразие органических соединений. Органические соединения играют ключевую роль в существовании живых организмов.
Предмет органической химии включает следующие цели, экспериментальные методы и теоретические представления\
получения различных органических веществ были известны ещё с древности. Египтяне и римляне использовали красители индиго и ализарин, содержащиеся в растительных веществах. Многие народы знали секреты производства спиртных напитков и уксуса из сахара и крахмалсодержащего сырья.
Во времена Cредневековья к этим знаниям ничего не прибавилось, некоторый прогресс начался только в XVI—XVII вв.: были получены некоторые вещества, в основном путём перегонки определённых растительных продуктов. Большое экономическое значение имело обнаружение Маргграфом сахара в свёкле[5]:6 (вдобавок к известному в то время его источнику — сахарному тростнику), о чём он сообщил в статье «Химические попытки извлекать настоящий сахар из растений нашей страны» в 1747 году[6]. В 1769—1785 г. Шееле выделил несколько органических кислот, среди них яблочная, винная, лимонная, галловая, молочная и щавелевая. В 1773 г. Руэль выделил из человеческой мочи мочевину.
Выделенные из животного или растительного сырья продукты имели между собой много общего, но отличались от неорганических соединений. При этом полагали, что эти вещества могут быть получены только в живых организмах благодаря «жизненной силе». Так, в 1753 году известный шведский естествоиспытатель Валлериус в предисловии к сборнику работ другого видного шведского учёного, Йерне, утверждал[7]: «…ни животные, ни растительные тела, ни их части не могут быть воспроизведены поэтому химическим искусством»[5]:7. В первом томе своей книги «Лекции по животной химии» («Föreläsningar i Djurkemien»), вышедшем в 1828 году Й. Я. Берцелиус впервые вводит понятие «органическая химия» (швед. organisk Kemi), определяя её как «часть физиологии, которая описывает состав живых тел вместе с химическими процессами, происходящими в них»[8].
атомов «принимать» электроны, т.е. проявлять при взаимодействии с
атомами других элементов окислительные свойства. К неметаллам отно-
сятся элементы с большой энергией ионизации, большим сродством к элек-
трону и минимально возможным радиусом атома.
Число неметаллов, известных в природе по сравнению с металлами отно-
сительно невелико. Из всех элементов неметаллическими свойствами обла-
дают 22 элемента, остальные элементы характеризуются металлическими
свойствами.
Неметаллы в основном располагаются в правой верхней части периоди-
ческой системы. По мере заполнения наружной электронной оболочки чис-
ло электронов на внешнем слое у неметаллов растет, а радиус уменьшается,
поэтому они в большей степени стремятся присоединять электроны. В связи
с этим неметаллы характеризуются более высокими значениями энергии
ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности по сравнению с
атомами металлов и поэтому у них преобладают окислительные свойства,
т.е атомов присоединять электроны. Особенно ярко окисли-
тельные свойства выражены у атомов неметаллов 6 и 7 групп второго и
третьего периодов. Самый сильный окислитель – фтор. Он окисляет даже
воду и некоторые благородные газы:
2 F2 + 2 H2O = 4HF + O2
2 F2 + Xe = XeF4
Окислительные свойства неметаллов зависят от численного значения
электроотрицательности атома и увеличиваются в следующем порядке:
Si, B, H, P, C, S, I, Br, N, Cl, O, F
Такая же закономерность в изменении окислительных свойств харак-
терна и для простых веществ соответствующих элементов. Ее можно на-
блюдать на примере реакций с водородом:
3 H2 + N2 = 2 NH3 (t, катализатор);
H2 + Cl2 = 2 HCl (при освещении – hυ);
H2 + F2 = 2 HF (в темноте - взрыв);
Восстановительные свойства у атомов неметаллов выражены довольно
слабо и возрастают от кислорода к кремнию:
Si, B, H, P, C, S, I, Br, N, Cl, О
Cl2 + O2 ≠ ;
N2 + O2 = 2 NO (только при высокой t);
S + O2 = SO2 ( при н.у.)
Благородные газы в виде простых веществ одноатомны (Не, Nе, Аr и
т.д.). Галогены, азот, кислород, водород как простые вещества существуют
в виде двухатомных молекул (F2, С12, Вr2, I2, N2, О2, Н2). Остальные неме-
таллы могут существовать при нормальных условиях, как в кристалличе-
ском состоянии, так и в аморфном состоянии. Неметаллы в отличие от ме-
таллов плохо проводят теплоту и электрический ток.