无机物和有机物
我们的周围是一个巨大的物质世界,在这个世界中物质种类繁多,变化各异。人类本身也是物质世界的组成部分,每时每刻都在变化之中。
在茫茫的宇宙中,我们居住的这个星球,只是沧海一粟,而在地球上,大到高山、海洋,小到细菌、微生物,无不由物质构成。化学就是研究物质及其变化的科学。远古,人类学会用火的时候,就开始了化学活动,用火加工食物也伴随有化学变化。燃烧就是化学变化。后来的冶金、烧制陶器,都是人们为了满足生产、生活的需要而利用物质的变化,对物质进行加工。
人类对物质的认识,利用和改造物质,都要求对物质进行分类。世界上的物质真是太多太多了。分类也是件难事,化学家把一切物质划分为两大类:一类是无机物,如水、空气、泥土、沙石、金、银、铁、铜、食、盐、玻璃等;另一类是有机物,如糖、淀粉、油脂、棉花、纸、塑料等。最初人们根据来源进行分类。17世纪,法国化学家尼古拉·勒梅里(Nieolos Lemervy)把天然产物分为3类:矿物、植物和动物。矿物如金属、石、土,植物如树胶、树脂、果实、种子、花、蜜等,动物则包括动物体及其排泄物。这种分类方法很快得到公认。
后来,另一位法国化学家,拉瓦锡(A.L.Lavoisier,1743—1794年)通过燃烧实验发现,植物物质和动物物质在组成上有相同属性,而与矿物不同。于是,1807年瑞典化学家贝齐里乌斯(Berzelius,1779—1848年)将植物物质和动物物质统称为有机物,因为它们都来自有生命的机体,而把矿物质称为无机物。换句话说,有机物是生命的产物,而无机物不是生命的产物。无机物可以从空气、海洋、土地中取出,如沙子、水;而有机物只有通过有生命的物体才能造出来,如糖来自种植的甘蔗、甜菜等,然后从中提取。把物质这样分成无机物和有机物两大类,在当时是分类的好方法。因为,有机物和无机物在性质上确实有很多不同之处。例如,一般的有机物(除少数例外)都可以燃烧,酒精、棉花、油脂易燃是人所共知的;但多数无机物则不能燃烧,像食盐、石灰、烧碱。有机物一般熔点低,通常是气体或液体,固体有机物熔点也多在400℃以下;而无机物则熔点较高。水是无机物,加热沸腾变为水蒸气,水蒸气加热到很高温度也不会被破坏,冷却以后还会成为水。但是,如果加热花生油这种有机物,很快就会冒烟、燃烧,被破坏了。把糖加热会变黑、烧焦,冷却以后不能复原。但加热食盐,直到熔化,冷却之后仍是食盐。
当时,无机物和有机物还有一点区别,那就是人们可以用加热或其他方法把有机物变为无机物,但却没有办法使无机物变为有机物。一直到19世纪初,人们还不知道,使无机物变为有机物的方法。瑞典化学家贝齐里乌斯认为,在生物界起支配作用的规律与在非生物界起支配作用的规律完全不同。在活的机体中,有一种神秘的“生命力”,植物物质和动物物质正是在这种生命力的作用下形成的。尽管这些有机物有时可以转变为其他物质,但是没有一种有机物能从无机物用人工方法制得。葡萄糖在植物中广泛存在,经发酵可以变成乙醇(酒精),乙醇又可以变成乙醚、醋酸等有机物。但是,它们都不能用人工从无机物质中制造。这种“生命力”学说,在相当长的时间内起支配作用,阻止人们尝试用无机物去制造有机物。直到1828年,出现了一个伟大的突变,那就是尿素的人工合成。
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