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17 有机和无机 《小双叨化学30讲》

 小双叨日常 2021-12-07

前面2讲,合成与分解,讲的是化学反应从零到有的创造;催化的加速与减缓,讲的是化学反应由慢到快的控制;今天为什么要把有机和无机,作为化学方法的最后一讲呢?

   化学下的二级学科分支,一共只有五个:有机化学,无机化学,分析化学,物理化学,高分子化学与物理。

   有机化学:主要研究含碳的物质

   无机化学:主要研究不含碳的物质

   分析化学:主要学习怎么分析物质

   物理化学:主要研究物质在原子层面的物理性质

   高分子化学与物理:主要研究大分子物质。

   以我的理解,分析化学着重分析测试,物理化学偏理论研究,而高分子更偏重实际应用。有机化学和无机化学,基本涵盖了所有需要研究的化学物质。它们一体两面,互为补充。

   几百年前,化学家认为有机物是生命体里才有的,没办法合成出来,比如氨基酸,葡萄糖,所以称这些为有机物;而能合成出来的,就叫做无机物。当然,这种认识随着用氰酸铵合成出了尿素而被打破。这里的机,取活力的意思。有机与无机,对应着拉丁语中Organic和Inorganic。Organic可以追溯到希腊语中,就是“生命体”的意思。1875年英国人傅兰雅口译,徐寿记录的《化学鉴原续篇》则明确将“inorganic”和“organic”译为“化成物”和“生长物”。

   同年日本翻译的《化学闡要》也已提出有机化学和无机化学的概念:

   1877年日本翻译出版的《百科全书·化学篇》中,解释了有机化学中机的含义:

   我们知道,有机化学研究的是含碳的物质,无机化学研究的是不含碳的其他物质,听起来,有机化学只研究一类物质,应该没有无机化学的研究内容多是吧?但实际上,世界上含碳的物质超过了一亿种,而不含碳的物质却不超过十万种。这是为什么呢?因为碳原子很特殊,能和其他许多元素的原子以各种形式结合,从而构成无数种分子。

   我们知道有机化学注重机理研究,合成演绎,而无机化学却并不太重视反应机理的研究,这又是为什么呢?有机物都是足电子的单一分子晶体,成键模式为定域键和相对固定的离域派键(派键必然附着在西格玛骨架上),绝对不会出现以多中心键合为主的缺电子结构。所以简单来说,你可以理解为有机物是以碳氮氧的主体骨架与取代基的结构碎片进行各种拼接而成的整体,主体骨架一般不会有太大的变化,因此有机物的反应可以按照结构碎片的线性叠加的方式进行处理,可以依据结构重组的机理来推演反应产物。你也可以说,有机物循规蹈矩。而无机物的结构类型很丰富,有原子、离子、分子和金属四种晶体,由于无机物的缺电子特性,它们多采取高度离域的结构,这其中原子簇结构就占了半壁江山。由离域键支配的原子簇,键合是非经典的,骨架电子发生的是全局性重排,不能以路易斯结构理论来描述。你可以说,无机物天马行空。有机反应一般导向一个结构明确的目标,而无机反应却更希望得到意料之外的产物,比如下图:

还有下图

   最后再拿一位中国有机化学的大神镇楼,化学本科生应该没有不认识他的吧:邢其毅,话说年轻的时候真帅啊。50年代,他编写的《有机化学》是我国最早的有机化学教科书。后来的《基础有机化学》也是一直广为流传,到现在已是第四版。也被大家亲切的称为邢大本。

   最后,再给大家推荐一些有机和无机的国内外书籍,感兴趣的可以去看看:

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