什么是有机化学的诞生和基本理论的建立？

什么是“化学”~

物理有机化学最初被定义为“用定量的和数学的方法研究有机化学现象的一门学科”。它是由物理化学和有机化学相结合而发展起来的一门边缘学科，用物理化学的方法研究有机物的结构和反应机理。
1899年，J.史迪格里兹首次发表了有关碳阳离子中间体的文章。1901年，诺里斯和F.克林曼各自在实验中发现了溶液中稳定存在的三苯甲基阳离子中间体。拜耳指出这些物质具有盐类的性质。1900年，巩倍格报道了令人信服的对三苯甲基自由基实验结果。1914年，W.希伦克和E.马库斯报道了三苯甲基自由基能被碱金属还原为三苯甲基阴离子，证明了它在溶液中的导电性，表明了它是一类带阴电荷的中间体。尽管存在这些较早的实验事实，碳阴离子到1933年才被正式命名。1912年，H.Sdaudinger和库珀用实验证明了偶氮甲烷能产生卡宾中间体。
随后，对基于动力学研究的有机反应机理的描述已经开始出现，并建立了过渡态活化络合物理论。1922年，H.麦尔外因首先应用动力学方法研究了Wagner重排反应的机理。A.拉普华斯报道了对酸催化下酮的烯醇化及HCN对羰基化合物加成反应机理的研究。到20年代末，奠定物理有机化学基础的一些关键概念已基本形成。
F.Kehrmann提出了取代基的电子效应，迈尔提出了位阻效应，布朗斯特提出了线性自由能方程即Bronsted关系式。对主要的反应活性中间体碳阳离子、碳阴离子、自由基及卡宾等已经有了系统的认识。对影响结构-活性关系的关键因素如立体化学、空间效应、取代基电子效应等有了初步的认识。但由于当时化学键理论的相对滞后，对共振、重排、芳香性及缺电子中间体的稳定性缺少很好的解释。C.英果尔德和R.罗宾逊把物理学中的电子理论引入有机化学，用电子偏移原理很好地解释了有机物的结构和反应性。他们把分子中的取代基对化学性能的影响归结为两种电子效应，即诱导效应和共轭效应。效应的强弱表明了取代基吸电子或斥电子能力的大小。这种理论最初被用来解释芳香环取代反应的活性，后来推广到整个化学领域。Hückel首先把量子力学理论用于解释有机物的结构和反应性，使认识更加深入到本质。
进入20世纪30年代，物理有机化学的研究得到了较快发展。帕涅特、卡拉施和齐格勒继续发展了自由基化学。科南特和威兰特进一步发展了碳正离子化学，从而加深了人们对离子反应机理的认识。F.Westhimer等将有机反应机理的一般原理用于分析生物化学过程。费舍尔创建了酶活性理论。W.Carothers、H.Staudinger和马克开创了高聚物化学，为今天的材料化学奠定了基础。1940年，路易斯、普拉克、哈米特出版了专著《物理有机化学》，标志着物理有机化学这门学科的诞生。而金属有机化合物的发现则为现代物理有机化学的理论研究提供了更广阔的天地。
1952年，威尔金森和伍德沃德的智慧以及费舍尔的工作使二茂铁的结构得以阐明。这是一个重要的转折点，由此带来了金属有机化学飞速的发展，大量的过渡金属元素有机物被合成出来并得到广泛的应用。杜瓦、查特和Daincanson提出了π-络合物理论，丰富了物理有机化学的内容。由于50年代金属有机化学的突破性发展，使得此后的20多年间，许多化学大师像齐格勒、纳塔、G.Wilninson、费舍尔、利浦史通、布朗和魏悌锡等人因此荣获诺贝尔化学奖。
20世纪60年代后，物理有机化学取得了更辉煌的成就。伍德沃德、霍夫曼和福井谦因提出轨道对称守恒原理获1981年诺贝尔化学奖，彼得森、克拉姆和莱恩因提出主-客体化学获取1987年诺贝尔化学奖，Olah因提出在超酸体系中稳定的碳阳离子化学获1994年诺贝尔化学奖，马库斯因提出电子转移理论获1992年诺贝尔化学奖。60年代以前，关于有机结构的电子理论，包括诱导效应和共轭效应等，主要是从化学反应性的宏观现象推导出来的，而不是直接立足于物质的微观结构。60年代以后，量子化学特别是分子轨道法被应用于研究有机结构和反应性，从而建立了现代物理有机化学的理论基础。对反应机理的研究，科学家的注意力不再局限于多步反应的最慢步骤。因为决定反应速率的步骤常常不是决定产品和产率的步骤，因此要求对反应过程有更全面的了解。现在人们试图探索多步反应中每一步的中间体和过渡态的微观结构。研究手段由宏观观测向微观观测发展，研究方法由静态向动态发展。具有不同构象的同一种分子在物理化学性质上的差别时常远远超过构型不同的异构体所能表现的差别。近代物理方法应用到对有机分子的拓扑形状及其能量的观测上，使构象分析由20世纪50年代的定性性质进入到60年代后的定量性质。物理有机化学与不断涌现的新兴边缘学科相互渗透，为现代物理有机化学的新发展、新突破创造了前所未有的机遇，赋予了现代物理有机化学新的生命力。
综上所述，物理有机化学在20世纪得到了飞速的发展，但随着与其他学科的交叉渗透，物理有机化学还有许多重要的极具挑战性的课题有待突破，新的研究领域有待开拓，新的概念、新的原理有待认识。随着科技的不断进步，更精密、更复杂、更有效的仪器将会为物理有机化学提供更强大的研究工具;随着社会经济的发展，财力和智力上会有更大的投入，相信物理有机化学在新的世纪里将会有更大的发展。

贝采里乌斯

有机化学作为人类实践活动可以追溯到史前。200多年前有机化学发轫于对生命(有机)体化学组成的探索，并因而得名。“有机化学”这一名词是1806年首次由化学家贝采里乌斯（1779—1848年）提出。当时“有机化学”是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于当时科学条件的限制，有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。这就是最初关于有机化学的定义，即在“生命力论”影响下的有机体的化学，相当于生物化学。很显然，这给了人们一种错觉，似乎有机物都属于“有生机之物”或“有生命之物”，并只有在一种非物质的“生命力”的作用下才能形成，而不能在实验室里用化学方法合成。显然，在当时有机化学学科发展的条件下，这种关于有机化学的“生命力论”说是存在局限性的，束缚了有机化学的发展。 1824年，德国化学家弗里德里希·维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。人工合成尿素的发现，便打破了有机化合物的“生命力”学说。因为氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成。贝采里乌斯也由此受维勒到极大启发，他想到自己也曾发现过雷酸银和氰酸银，这是两种组成相同而性质不同的物质，当时误认为是由于实验误差造成的。在维勒之后，贝采里乌斯发现酒石酸和葡萄酸也有类似情况，于是他认为必须提出一个新概念。他说：“我建议把相同组成而不同性质的物质称为‘同分异构’的物质。”同分异构现象的发现以及从理论上的阐明，是在物质组成和结构理论发展中迈出的重要一步，它开始了分子结构问题的研究，促进了有机化学的发展。

由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来。其中，绝大部分是在与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50年代是有机化学的萌芽时期。在这个时期，人们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，认识了一些有机化合物的性质。

法国化学家拉瓦锡（1743—1794年）发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。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，德国化学家尤斯图斯·冯·李比希（1803—1873年）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能够求得一个化合物的实验式。

当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，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和带负电荷的部分，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和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。

类型说由法国化学家热拉尔（1816—1856年）和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以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可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。

从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，才解开了这个不解的谜团，这一时期是经典有机化学时期。

1858年，德国化学家凯库勒（1829—1896年）和英国化学家库珀(1789—1851年)等提出价键的概念，并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只能与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能够与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，碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。

范托夫

1848年，法国微生物学家、化学家路易斯·巴斯德（1821—1895年）分离到2种酒石酸结晶，一种半面晶向左，一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转，后者则使之向右旋转，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和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念：同分异构体，圆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4个价键在空间是对称的，分别指向一个正四面体的4个顶点，碳原子则位于正四面体的中心。当碳原子与4个不同的原子或基团连接时，就产生1对异构体，它们互为实物和镜像，或左手和右手的手性关系，这一对化合物互为旋光异构体。勒贝尔和范托夫的学说，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和分类方面都取得很大进展。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。

路易斯

在物理学家发现电子并阐明原子结构的基础上，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一个原子转移到另一个原子，则形成离子键；2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短划“—”，实际上是2个原子共用的1对电子。

1927年以后，海特勒和伦敦等用量子力学，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，其结果与价键的电子理论所得的结论大体一致。由于计算简便，解决了许多当时不能回答的问题。

19世纪有机化学形成和完善了结构学说，到了20世纪，导致了构象分析理论的建立，从此有机化学的发展进入一个全面增长的阶段。结构学说催生出了很多理论，比如电子理论、机理学说。这些理论极大地指导了有机合成的研究，而有机合成实践又不断地提出新问题来挑战和充实结构理论。这种相互促进产生了今天有机化学的全新面貌。

有200多年发展史的有机化学现在依然生机蓬勃，不断迎接新的挑战。

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藁城市17239729094： 什么是有机化学? - ？
政试正堂： 有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出.当时是作为“无机化学”的对立物而命名的.由于科学条件限制,有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物.因而许多化学家都认为,在生物体内由于存在所谓“生命...

藁城市17239729094： 首先提出有机化学概念的是谁 - ？
政试正堂： 1806 年,当时的化学权威瑞典化学家J.Berzelius 首先使用了“有机百化学”.这个词,并给有机化学披上 ...提出了“化学结构”的概念,发展了有机化学的结构理论. “有机化学”(Organic Chemistry)这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出.当时是作为“度无机化学”的对版立物而命名的.由于科学条件限制,有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物.因而许多化学家都认为,在生物体内由于存在所谓“生命力”,才能产生有机化合物,而在权实验室里是不能由无机化合物合成的.

藁城市17239729094： 有机化学是什么时候才起源的?？
政试正堂： 有机化学是十九世纪初起源的.由贝采里乌斯首先提出,之后,维勒也合成了世界上第一个人工合成的有机物尿素!然后就这样渐渐的发展起来了.

藁城市17239729094： 什么是“有机化学”?？
政试正堂： 有机化学 又称为碳化合物的化学,是研究有机化合物的结构、性质、制备的学科,是化学中极重要的一个分支.含碳化合物被称为有机化合物是因为以往的化学家们认为含碳物质一定要由生物(有机体)才能制造;然而在1828年的时候,德国化学家弗里德里希·维勒,在实验室中成功合成尿素(一种生物分子),自此以后有机化学便脱离传统所定义的范围,扩大为含碳物质的化学.

藁城市17239729094： 是谁先提出有机化学概念的? - ？
政试正堂： “有机化学”这一名词于1806年首瑞典的科学家次由贝采利乌斯提出.

藁城市17239729094： 什么是有机化学？
政试正堂： 苏伟杰说的:研究有机物的组成结构性质制备方法与应用的科学

藁城市17239729094： 化学是什么时候正式成为一门学科的? - ？
政试正堂： 16世纪开始,欧洲工业生产蓬勃兴起,推动了医药化学和冶金化学的创立和发展,使炼金术转向生活和实际应用,继而更加注意物质化学变化本身的研究.在元素的科学概念建立后,通过对燃烧现象的精密实验研究,建立了科学的氧化理论和质...

藁城市17239729094： 物理和数学谁更基础? - ？
政试正堂： 数学是物理研究及计算的基础. 可以说,有了数学的发展,对物理的研究才更加科学和深入.而反过来,物理的发展和需求又促进了数学的实用型发展.

藁城市17239729094： 什么是有机化学 无机化学？
政试正堂： 无机化学是研究无机物质的组成、性质、结构和反应的科学,它是化学中最古老的分支学科.无机物质包括所有化学元素和它们的化合物,不过大部分的碳化合物除外.(除二氧化碳、一氧化碳、二硫化碳、碳酸盐等简单的碳化合物仍属无机物...

藁城市17239729094： 名词解释和定义 在《有机化学》是什么意思? - ？
政试正堂： 有机化学是研究有机化合物及有机物质的结构、性质、反应的学科,是化学中极重要的一个分支.有机化学研究的对象是以不同形式包含碳原子的物质,又称为碳化合物的化学.