有机化学的发展史

第一节　有机化学的发展史

1806年，贝采里乌斯首次提出了“有机化学”这一名词，它是作为“无机化学”的对立物而命名的。19世纪初，许多化学家相信，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。

1824年，德国化学家维勒由氰水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰与氰酸铵都是无机化合物，而草酸与尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说以第一次有力的冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。

由于合成方法的改进与发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来。其中，绝大部分是在和生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。

从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述。

法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳与水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家利比息发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家可以求得一个化合物的实验式。

当时化学家们在解决有机化合物分子中各原子是如何排列与结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分与带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团与在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合，但这个学说本身有很大的矛盾。

类型说是由法国化学家热拉尔与洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷与带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些能够发生取代的母体化合物衍生的，因而能够按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅能够解释化合物的一些性质，而且可以预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。

有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅能够解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物，但它还不可以回答有机化合物的结构问题。

从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，是经典有机化学时期。

1858年，英国化学家库珀与德国化学家凯库勒等提出价键的概念，并第一次用横杠“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其构成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只可以和一个别的元素的原子结合，氢就选作价的单位。一种元素的价数就是可以和这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出，在一个分子中碳原子之间能够互相结合这一重要的概念。

1848年，巴斯德分离到两种酒石酸结晶，一种半面晶向左，可以使平面偏振光向左旋转；一种半面晶向右。则使偏振光向右旋转，角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此，1874年法国化学家勒贝尔与荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念，完满地解释了这种异构现象。

他们认为：分子是个三维实体，碳的四个价键在空间是对称的，分别指向一个正四面体的四个顶点，碳原子则位于正四面体的中心。当碳原子和四个不同的原子或基团连接时，就产生一对异构体，它们互为实物与镜像，如左手与右手的手性关系，这一对化合物互为旋光异构体。勒贝尔与范托夫的学说，是有机化学中立体化学的基础。

1900年，第一个自由基——三苯甲基自由基被发现，这是个长寿命的自由基。不稳定自由基的存在也于1929年得到了证实。

在这个时期，有机化合物在结构测定以及反应与分类方面都取得很大发展，但价键只是化学家从实践经验得出的一种概念，价键的本质尚未解决。

在物理学家发现电子，并阐明原子结构的基础上，致力于研究现代有机化学时期的美国物理化学家路易斯等人于1916年提出价键的电子理论。

他们认为：各原子外层电子的相互作用是使各原子结合在一起的原因。相互作用的外层电子如从—个原子转移到另一个原子，则形成离子键；两个原子如果共用外层电子，则形成共价键。通过电子的转移或共用，使相互作用的原子的外层电子都获得惰性气体的电子构型。这样，价键的图像表示法中用来表示价键的横杠“—”，实际上是两个原子共用的一对电子。

1927年以后，海特勒与伦敦等用量子力学，处理分子结构问题，建立了价键理论，为化学键提出了一个数学模型。后来马利肯用分子轨道理论处理分子结构，其结果和价键的电子理论所得的大体一致，由于计算简便，解决了许多当时不能回答的问题。