有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其制法的一門科學(xué)。
人們在很早以前就認(rèn)識了有機(jī)化合物的應(yīng)用和變化,但是對它們的研究只是在近代才有較大的發(fā)展。從前人們把來源于有生命的動物和植物的物質(zhì)叫做有機(jī)化合物,而把從無生命的礦物中得到的物質(zhì)叫無機(jī)化合物。有機(jī)化合物與生命有關(guān),所以人們認(rèn)為它們是“有機(jī)”的,故稱為有機(jī)化合物。實際上,有機(jī)化合物不一定都來自有機(jī)物,也可以以無機(jī)化合物為原料在實驗室中人工合成出來。
大量的研究證明,有機(jī)化合物都含有元素碳,所以人們就把含碳的化合物叫做有機(jī)化合物。然而,除了碳以外,絕大數(shù)的有機(jī)化合物還含有氫,有的也含有氧、硫、氮和鹵素等。所以,現(xiàn)在有人把有機(jī)化合物定義為碳?xì)浠衔锛捌溲苌铩4送,含碳的化合物不一定都是有機(jī)化合物,如一氧化碳,二氧化碳,碳酸zxtf.net.cn/sanji/鹽及金屬氰化物等,由于它們的性質(zhì)與無機(jī)化合物相似,因此習(xí)慣上仍把它們放在無機(jī)化學(xué)中討論。所以,有機(jī)化學(xué)和有機(jī)化合物的“有機(jī)”二字,已不反映其固有的涵義,只是歷史上的原因迄今仍沿用罷了。有機(jī)化合物與無機(jī)化合物之間沒有絕對的界限,也不存在本質(zhì)的區(qū)別。然而,由于元素碳在周期表中的特殊位置,使得有機(jī)化合物在組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等方面有著明顯的特點,所以有必要把有機(jī)化合物與無機(jī)化合物分別進(jìn)行討論。
有機(jī)化合物主要具有下面一些特點:
1.有機(jī)化合物數(shù)目繁多,且自成系統(tǒng)
組成有機(jī)化合物的元素甚少,除碳以外,還有氫、氧、硫、氮、磷及鹵素等為數(shù)不多的元素。但有機(jī)化合物的數(shù)目卻極為龐大,迄今已逾1000萬種,而且新合成或被新分離和鑒定的有機(jī)化合物還在與日俱增。由碳以外的其他100多種元素組成的無機(jī)化合物的總數(shù),還不到有機(jī)化合物的十分之一。有機(jī)化合物數(shù)目繁多,也是我們把有機(jī)化學(xué)作為一門獨立的學(xué)科進(jìn)行研究的理由之一。
有機(jī)化合物之所以數(shù)目眾多,主要有兩個原因:(1)碳原子彼此之間能夠進(jìn)行多種方式的結(jié)合,生成穩(wěn)定的、長短不同的直鏈、支鏈或環(huán)狀化合物;(2)碳是周期表中第二周期第四族的元素,不僅能與電負(fù)性較小的氫原子結(jié)合,也能與電負(fù)性較大的氧、硫、鹵素等元素形成化學(xué)鍵。
有機(jī)化合物的數(shù)目雖然很多,但根據(jù)它們之間的相互關(guān)系,可以統(tǒng)一在一個完整的體系中。
2.熱穩(wěn)定性差,容易燃燒
與典型的無機(jī)化合物相比,有zxtf.net.cn/Article/機(jī)化合物一般對熱是不穩(wěn)定的,有的甚至常溫下就能分解。雖然大多數(shù)的有機(jī)化合物在常溫下是穩(wěn)定的,但放在坩堝中加熱,即炭化變黑,并且在完全燃燒后不留灰燼(有機(jī)酸的鹽類等除外)。這是識別有機(jī)化合物的簡單方法之一。
3.熔點較低
有機(jī)化合物的熔點通常比無機(jī)化合物要低,一般在300℃以下就熔化。
4.難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑
多數(shù)有機(jī)化合物,易溶于有機(jī)溶劑而難溶于水。但是當(dāng)有機(jī)化合物分子中含有能夠同水形成氫鍵的羥基、磺基等時,該有機(jī)化合物也有可能溶于水中。
5.反應(yīng)速度慢,常有副反應(yīng)發(fā)生
雖然在有機(jī)酸和有機(jī)堿中,也有一些電離度較大的物質(zhì),但大多數(shù)的有機(jī)化合物電離度很小。所以,很多有機(jī)反應(yīng),一般都是反應(yīng)速度緩慢的分子間的反應(yīng),往往需要加熱或使用催化劑,而瞬間進(jìn)行的離子反應(yīng)很少。另外,分解或取代反應(yīng)都是在分子中的某一部位發(fā)生,且在大多數(shù)情況下,反應(yīng)分階段進(jìn)行。所以,往往有副產(chǎn)物生成或能夠分離出多種反應(yīng)中間產(chǎn)物。