Понятие природные органические соединения

Понятие природные органические соединения

С глубокой древности человек использовал в своих целях вещества живой и неживой природы. Из осколков камней наши предки изготавливали наконечники стрел, из руд выплавляли металлы, глину и известняк использовали для строительства жилищ, из мрамора высекали скульптуры. Вещества природного происхождения служили источником пищи, применялись для изготовления одежды, приготовления лекарств, ядов, красителей.

Первые попытки классификации веществ были предприняты ещё в IX—X вв. Арабский алхимик Абу Бакр ар-Рази (865—925) впервые разделил вещества на представителей «минерального, растительного и животного царств». Такое разделение основывалось на том, что «растительные и животные» вещества обладают похожими свойствами: легко разрушаются при нагревании, горят, имеют невысокие температуры кипения и плавления, растворяются в спиртах и маслах. Эта классификация просуществовала почти тысячу лет!

В начале XIX в. число веществ, которые были выделены из объектов живой природы, стало стремительно расти. По предложению выдающегося шведского химика Йёнса Якоба Берцелиуса вещества живой природы стали называть органическими в противоположность минеральным, т. е. неорганическим, веществам.

Были замечены и другие общие особенности органических соединений. При горении все они в основном образуют углекислый газ, сажу, воду и некоторые другие соединения, а следовательно, обязательно содержат в своём составе углерод.

Органическими веществами называют соединения углерода, за исключением оксидов углерода, угольной кислоты и её солей, карбидов и некоторых других.

На ранних этапах развития химии учёные считали, что органические вещества могут образовываться только в живых организмах под действием некой «жизненной силы» (по-латыни vis vitalis). Учение о химическом родстве всех живых организмов получило название витализм. Сторонники витализма полагали, что жизненная сила представляет собой неотъемлемый атрибут живых существ и, следовательно, получить органические вещества вне организма, в пробирке или реакторе, невозможно.

Однако ряд открытий, сделанных в середине XIX в., показал, что сторонники витализма глубоко заблуждались.

В 1828 г. немецкий химик Фридрих Вёлер впервые получил органическое вещество — мочевину из неорганической соли (цианата аммония). В 1854 г. французский учёный Марселей Бертло синтезировал аналоги природных жиров, затем в 1861 г. русский химик Александр Михайлович Бутлеров — аналог природного сахара. В конечном счёте под давлением экспериментальных фактов витализм потерпел крах.

Предмет органической химии

Постепенно изучение состава и свойств органических веществ выделилось в самостоятельный раздел химической науки — органическую химию.

Было обнаружено, что большое число органических веществ построено из атомов всего двух химических элементов — углерода и водорода. Такие соединения называют углеводородами. Состав углеводородов выражают общей формулой C_хH_у, где между индексами х и у существует строгое математическое соотношение.

Углеводороды занимают особое место в органической химии, поскольку соединения всех остальных классов органических веществ можно рассматривать как их производные. Например, если в молекуле метана СН₄ один атом водорода заместить карбоксильной группой —СООН, то получится молекула известной вам уксусной кислоты СН₃СООН. Замена одного атома водорода в этане C₂H₆ на гидроксильную группу – ОН даст в результате молекулу этилового спирта С₂Н₅ОН. Таким образом, и карбоновые кислоты, и спирты (важнейшие классы органических соединений) можно считать производными углеводородов.

Немецкий химик-органик Карл Шорлеммер более ста лет назад сформулировал классическое определение органической химии, не потерявшее своей актуальности до сих пор.

Органическая химия представляет собой химию углеводородов и их производных, т. е. продуктов замещения атомов водорода в молекулах углеводородов на другие атомы или группы атомов.

Природные, искусственные и синтетические органические вещества

Поняв, как построены органические соединения, учёные научились не только получать их в лаборатории, но и химически модифицировать, т. е. изменять их строение. Мало того, химики смогли синтезировать соединения углерода, никогда не существовавшие в природе. Таким образом, по происхождению органические вещества можно разделить на три группы: природные, искусственные и синтетические.

Природные органические вещества — это продукты жизнедеятельности любых живых организмов. Название веществ этой группы говорит о том, что в окружающей среде такие соединения существуют независимо от человека, их можно выделить из природных объектов, будь то полезные ископаемые (нефть, газ, каменный уголь, горючие сланцы), растения или животные.

Искусственные органические вещества — это продукты химической модификации природных органических соединений, в результате которой происходит изменение состава и строения исходного вещества с целью придания ему требуемых свойств. Например, в результате химической обработки целлюлозы (основной составной части древесины) получают не существующие в природе волокна (ацетатное, медно-аммиачное, вискозное) и пластмассу (целлулоид).

Синтетические органические вещества «рождаются» в пробирках учёных или в реакторах промышленных предприятий и никогда не встречаются в природе. Пожалуй, сегодня это самая многочисленная группа органических веществ, куда входят лекарства, средства бытовой химии, синтетические каучуки, ядохимикаты, пластмассы, красители и др.

Многообразие органических веществ

Органических веществ гораздо больше, чем неорганических: на сегодняшний день органических веществ насчитывают более 100 млн, а число неорганических не превышает 500 тысяч. Это во многом определяется особенностями строения органических соединений.

Одна из причин уникальности углерода как родоначальника органических соединений была выяснена ещё в середине XIX в. Великий русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев в учебнике «Основы химии» писал: «Углерод встречается в природе как в свободном, так и в соединительном состоянии, в весьма различных формах и видах… Способность атомов углерода соединяться между собой и давать сложные частицы проявляется во всех углеродистых соединениях… Ни в одном из элементов… способности к усложнению не развито в такой степени, как в углероде… Ни одна пара элементов не даёт столь много соединений, как углерод с водородом».

Выдающуюся роль в решении вопроса о строении органических соединений сыграл русский химик А. М. Бутлеров. Об этом пойдёт речь в следующем конспекте.

Основные выводы по теме конспекта:

1. Раздел химии, изучающий строение, свойства, превращения, способы получения и области применения органических веществ, называют органической химией.
2. Органическая химия представляет собой химию углеводородов и их производных, т. е. продуктов замещения атомов водорода в молекулах углеводородов на другие атомы или группы атомов.
3. Различают органические вещества природного, искусственного и синтетического происхождения.

Конспект урока по химии «Предмет органической химии». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 10 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:

• Вернуться к Списку конспектов по химии
• Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии

Источник

ОРГАНИ́ЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО́

ОРГАНИ́ЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО́ в гео­ло­гии, природные органические соединения, при­сутствующие в почвах, по­верх­но­ст­ных и под­зем­ных во­дах, большинстве гор­ных по­ро­д и осад­ков, а также в ат­мо­сфе­ре. Первоисточник O. в. – рас­тения и в зна­чительно меньшей степени жи­вот­ные. O. в. на­хо­дит­ся в твёр­дом (уголь, слан­цы, твёр­дые би­ту­мы), жид­ком (нефть, жид­кие би­ту­мы) и га­зо­об­раз­ном (па­ро­об­раз­ном) со­стоя­нии (газ и га­зо­кон­ден­сат); в кон­цен­три­ро­ван­ном (уголь, нефть, газ) или рас­се­ян­ном (мел­кие вклю­че­ния в осн. мас­се ми­нер. ве­ще­ст­ва) виде. Кон­цен­тра­ция (% по мас­се) рас­се­ян­но­го O. в. в гор­ных по­ро­дах обыч­но не пре­вы­ша­ет 1, кон­цен­три­ро­ван­ное O. в. в кау­сто­био­ли­тах со­став­ля­ет: в уг­ле 50–100, уг­ли­стых и го­рю­чих слан­цах 20–50; неф­тя­ных и га­зо­кон­ден­сат­ных ско­п­ле­ни­ях 5–8 (от­но­си­тель­но мас­сы по­ро­ды-кол­лек­то­ра). B гор­ных по­ро­дах со­дер­жа­ние O. в. со­став­ля­ет: в гли­ни­стых 0,9%, алев­ри­ти­стых 0,45%, кар­бо­нат­ных и пес­ча­ных по­ро­дах 0,2%; в ат­мо­сфе­ре и гид­ро­сфе­ре до 0,1%. O. в. в по­ро­дах на­хо­дит­ся в ви­де: минералов и их ком­понентов; ав­то­ном­ных, об­ла­даю­щих собств. фор­мой и раз­ме­ра­ми вклю­че­ний диа­мет­ром 0,001–0,01 мм (дис­перс­ное O. в.), 0,01–1 мм (мик­ро­дет­рит) и св. 1 мм (мак­ро­дет­рит); ав­то­ном­ных вклю­че­ний жид­кой, по­лу­жид­кой и твёр­дой кон­си­стен­ции, фор­ма и раз­мер ко­то­рых за­ви­сят от па­ра­мет­ров меж­зер­но­во­го про­стран­ст­ва; в сор­би­ро­ван­ном со­стоя­нии на по­верх­но­сти и внут­ри кри­стал­лич. ре­шёт­ки ми­не­ра­лов. B маг­ма­тич. по­ро­ды O. в. по­па­да­ет при ас­си­ми­ля­ции ими оса­доч­ных по­род, вне­дре­нии би­тумов, об­ра­зую­щих­ся при кон­так­то­вом ме­та­мор­физ­ме O. в. оса­доч­ных по­род и ми­гра­ции неф­ти и га­за. O. в. по­род под­раз­де­ля­ют на две ка­те­го­рии: син­ге­не­тич­ное – по­сту­пив­шее в оса­док вме­сте c осн. ми­нер. мас­сой и пре­тер­пе­ваю­щее вме­сте c ней пост­се­ди­мен­тац. пре­об­ра­зо­ва­ния, и эпи­ге­не­тич­ное – вне­дрив­шее­ся в гор­ную по­ро­ду на её пост­се­ди­мен­тац. эта­пе (O. в. маг­ма­тич. по­род, нефть, газ, пла­сто­вые и жиль­ные би­ту­мы). B син­ге­нетич. O. в. вы­де­ля­ют: ав­то­хтон­ное – об­ра­зо­вав­шее­ся за счёт про­дук­ции фа­ци­аль­ной сре­ды, в ко­то­рой от­ло­жил­ся оса­док; ал­лох­тон­ное – по­сту­пив­шее ли­бо из др. од­но­воз­ра­ст­ных фа­ци­аль­ных сред, ли­бо унас­ле­до­ван­ное осад­ком из раз­мы­ваю­щих­ся бо­лее древ­них по­род.

Источник