Органик кимё фанидан Ўқув-услубий мажмуа
Download 29.83 Mb. Pdf ko'rish
|
|
18
Organik kimyo organik moddalarni tashkil qiluvchi uglerod birikmalarining kimyosini o’rganuvchi fandir. Molekulasi tarkibida uglerod atomi bo’lgan birikmalarga organik birikmalar deyiladi. Organik birikmalar tarkibida ugleroddan tashqari ko’pincha
ba’zan S, P, galogenlar va ayrim metallar (alohida-alohida yoki turli xil kombinatsiyalarda) bo’ladi. Organik kimyo – kimyoning katta va mustaqil bo’limi bo’lib, uning mavzu bahsi uglerod birikmalarining kimyosidir: bu fan ularning tuzilishi, xossalari, olinish usullari, amalda foydalanish imkoniyatlarini o’rganadi. Anorganik va organik kimyo orasiga amalda keskin chegara qo’yib bo’lmaydi. Organik kimyo taraqqiyotining asosiy bosqichlarini 4 ta davrga ajratish mumkin:
va qayta ishlash usullari o’rganilgan vaqtdan to organik kimyo fan sifatida shakllangunicha (XVIII asrning oxiri) o’tgan davr. II. Analitik davr – XVIII asr oxiridan XIX asrning 60-yillarigacha. Bu bosqichda dastlabki nazariyalar yaratilib, organik kimyo fan sifatida shakllana boshlagan. III. Tuzilish nazariyasi davri – XIX asrning 60-yillaridan to XX asr boshlarini o’z ichiga oladi. IV. Organik kimyo rivojlanishining hozirgi zamon molekulyar-atomistik yoki ilmiy takomillashuv davri. Organik moddalar kishilarga juda qadimdan ma’lum bo’lgan. Kishilarga dastavval ma’lum bo’lgan birikma sirka kislota bo’lgan. Uni ishqorga ta’sir ettirib tuz hosil qilingan, ular organik bo`yoqlarni (alizarin, purpur, indigo), uzum sharbatini bijg`itib sirka hosil qilishni, o`simliklardan shakar, moy olishni, sovun pishirish bilganlar va bu moddalardan 1
19
foydalanganlar. Ammo uzoq vaqtgacha organik moddalar aralashma holida ishlatilib kelingan. IX asrga kelib arab alximiklari sirkadan sirka kislotani, musallas ichimligidan etil spirtini sof holda ajratib olishga muyassar bo`ldilar. XVI asrda etil spirtini sulfat kislota bilan ishlash natijasida etil efir olindi.
bijg’itib ichimlik tayyorlashni, Hindiston, Gretsiya va Misrda organik moddalardan foydalanib matolarni bo’yashni bilishgan. Organik moddalarni sof holda olish va ularni o’rganish XVIII asrning oxiri va XIX asrning boshlariga kelib kuchaydi. Qadimgi olimlar moddalarni tashqi ko’rinishiga qarab gruppalarga ajratishgan. M-n: suvda eriydigan moddalar tuzlar deb hisoblangan. Hatto qahrabo, oksalat va vino kislotalar ham tuzlar sinfiga kiritilgani ma’lum. Quyuq suyuqliklarning barchasi moylar deb hisoblangan. Shunga ko’ra bu gruppa haqiqiy moylardan tashqari havoda nam tortib suyuqlanadigan – KOH , kuporos moyi (konsentrlangan H 2 SO 4 ) ni ham o’z ichiga olgan. Barcha uchuvchan moddalar spirtlar deb qabul qilingan. HCl va HNO 3 , SnCl 2 va
NH 3 uchuvchan bo’lganligidan ular ham vino spirti qatori spirtlar deb hisoblangan. Ammiakning suvdagi eritmasi hozir ham «navshadil spirt» deb atalishi ana shundan. Organik kimyo mustaqil fan sifatida XIX asrning boshlarida vujudga keldi. Uning fan sifatida shakllanishi esa shved olimi Y. Berseliusning nomi bilan bog’liq. «Organik kimyo» termini birinchi marta 1808-yilda Y. Berseliusning kimyoga oid yozgan «Ximiya darsligi» kitobida paydo bo’lgan. U tirik organizmdan olingan moddalarni organik moddalar deb atashni taklif etdi. Y. Berselius tomonidan 1827-yilda birinchi «Organik ximiya» darsligi nashr qilingan.
kashfiyotlar organik modda emas, deb qaralgan. Jumladan, 1783-yilda K.Sheele anorganik moddalardan (ko’mir, navshadil va potashdan)
– o’simliklar olamida keng tarqalgan HCN
kislotaning tuzini hosil qilgan edi. Biroq olimlar HCN kislota hamda uning tuzlarini organik birikma sifatida qarashmadi va anorganik moddalar qatoriga kiritib yuborishdi. O’sha davrda organik moddalar hosil qilish usullari deyarli yo’q edi. Shuning uchun Berselius organik kimyoni – o’simlik va hayvonlardan olinadigan yoki hayotiy kuch ta’sirida hosil bo’ladigan moddalar kimyosidir deb ta’rifladi. I.Ya.Berselius (1779-1848) ning fikricha, anorganik va organik moddalar orasidagi eng muhim farq shundaki, anorganik moddalarni laboratoriyada sintez qilib olish mumkin. «Organik moddalar esa go’yo faqat tirik organizmlarda o`simlik va hayvon organizmlarida hayot mavjud ekan, ularda moddalarning sintezi jonsiz tabiatdagiga qaraganda boshqacha bo`lib, qandaydir «hayotiy (ilohiy) kuch» ning ta`sirida sodir bo`ladi» deydi.
Shu davrda bir guruh ximiklar Berselius izidan borib fanda «vitalistik» (lotincha vita so’zi «hayot» lis «kuch» demakdir) oqim kelib chiqadi. Bu oqim tirik tabiatdagi moddalarni laboratoriya sharoitida sintez qilib bo`lmaydi, degan idealistik ta’limotni olg’a surib, kimyo fanining taraqqiyotiga to`sqinlik qildi.
o`simlik organizmida uchraydigan oksalat kislotani oldi. CN CN COOH COOH
N≡C−C≡N + 4HOH → HOOC−COOH + 2NH 3 Ayniqsa F.Vyolerning 1828 yili oddiy anorganik tuz-ammoniy sianatdan hayvon organizmida hosil bo`ladigan mochevinani sintez qilishi vitalistik ta’limotga juda katta zarba berdi. Buning uchun u avval kaliy sianatni hosil qilgan: KCN + [O] → KOCN So’ngra kaliy sianatni ammoniy sulfat ta’sirida parchalab, ammoniy sianat hosil qilgan:
20
4 ) 2 SO 4 → 2NH 4 OCN + K 2 SO 4
Ammoniy sianatni qizdirib mochevina olgan: NH 4 OCN → H 2 N – CO – NH 2
Bu kashfiyot kimyoda katta burilish yasab, organik moddalarning hosil bo`lishida hech qanday «hayotiy kuch» qatnashmasligini isbotlab berdi. 1842 yili buyuk rus olimi N.N. Zininning nitrobenzoldan anilin olishi, 1845 yili nemis ximigi Kolbening sirka kislota sintez qilishi. 1854 yili fransuz ximigi Bertloning yog`ni hosil qilishi va 1861 yili rus olimi Butlerovning oddiy chumoli aldegididan shakarsimon modda hosil qilishi «hayotiy kuch» haqidagi reaksion idealistik ta`limotga batamom zarba berdi va organik kimyo fanining rivojlanishiga katta yo’l ochildi. Organik moddalar tarkibida uglerod elementi albatta bo`lishi XVII asrda uzil kesil isbotlandi. Shu bilan birga ko`pchilik organik birikmalar tarkibida uglerod elementidan tashqari vodorod, kislorod, azot va boshqa elementlar borligi aniqlandi. 1861 yili Qozon universitetining professori Aleksandr Mixaylovich Butlerovning organik moddalarning kimyoviy tuzilish nazariyasini yaratishi organik kimyoning rivojlanish tarixida olamshumul ahamiyatga ega bo`ldi.
uglerod birikmalari anorganik birikmalarga nisbatan beqaror ekanligini, uglerod boshqa elementlar bilan birikib xilma-xil birikmalar hosil qilishini, uglerodli ko`pchilik birikmalar bir xil empirik formulaga ega bo`lib, tuzulishi va xususiyatlari jihatdan farqlanishini ko`rsatib berdi va bu hodisani izomeriya deb atadi. Uglevodorodlarda vodorod atomlari boshqa elemenlarning atomlariga almashinib yangi birikmalar hosil qilishi mumkin. Shu sababli organik kimyoni ba’zan uglevodorodlar va ularning hosilalari kimyosi deb ham ataydilar. Uglerod birikmalari hosilalarinig kimyoviy xususiyatlari ulardagi funksional gruppalarning xossalariga bog`liq. Masalan, metanda vodorodning bitta atomi aminogruppa – NH 2 ga o`rin almashingan bo`lsa, bu birikma asos xususiyatlariga, karboksil gruppa –COOH ga
o`rin almashingan bo`lsa kislota xususiyatlariga ega bo`ladi: CH 3 NH 2
4
3 COOH metilamin sirka kislota Nemis ximigi K.Shorlemmer uglerod atomlari o`zaro birikib –C–C– zanjirini hosil qilishini ko`rsatib berdi. Shu tariqa organik kimyo fan sifatida tarkib topib va rivojlanib bordi. Organik kimyoning alohida fan sifatida ajralib chiqishiga quyidagilar sabab bo’lgan: 1. Organik moddalar sonining anorganik moddalarga qaraganda ko’pligi. Hozirgi vaqtda anorganik moddalarning soni 650000 ga yaqin bo’lsa, organik moddalarning soni 5000000 – 10000000 dan ortiqdir. Har yili o’rta hisobda 20000 dan ortiq yangi organik birikmalar sintez qilinmopqda. 2. Organik moddalaning inson hayoti faoliyatidagi ahamiyatining katta ekanligi, organik kimyo fanida o’rganiladigan moddalar o’simlik va hayvon organizmida sodir bo’ladigan hayotiy jarayonning asosini tashkil qiladi.
yonuvchan, aksariyati dissotsiatsiyaga uchramaydi va tashqi ta’sirga chidamsiz, organik moddalarning reaksiyaga kirishish xususiyatlari, anorganik moddalarning reaksiyalarga kirishish xususiyatlaridan farq qiladi. 4. Organik kimyo yuksak taraqqiy etgan materiyani o’rganadi. Organik kimyo o’rganadigan moddalarning tarkibi va tuzilishi, anorganik moddalarning tarkibi va tuzilishiga qaraganda ancha murakkabdir.
21
Organik birikmalar tarkibidagi uglerodning xossasi uning D.I.Mendeleyev davriy jadvalidagi tutgan o’rniga bog’liq bo’lib, bu xossa uglerod atomining boshqa element atomlari bilan kovalent bog’lar hosil qilishi yordamida tushuntiriladi. C – atomlarining o’zi ham o’zaro kovalent bog’lar orqali birikib, har xil ko’rinishdagi (chiziqli, tarmoqlangan va yopiq) uglerod zanjirlarini hosil qilish xususiyatiga ega. Bunday xususiyat boshqa ba’zi elementlarda ham bor. Lekin ular o’zaro birikkanda uzun zanjir hosil qila olmaydi. M-n: 3 atomli kislorod, 4 atomli azot, 6 atomli kremniy va 8 atomli oltingugurt o’zaro birikib, qisqa zanjirli birikmalar hosil qilishi mumkin. Hozirgi vaqtda
atomlaridan shunday yuqori molekular moddalar olinganki, ularda minglab
atomlari o’zaro birikkandir. Organik birikmalar 400-600 C da qizdirilganda to’liq parchalanadi yoki ko’mirga aylanadi, kislorod ishtirokida yonadi (ba’zi organik moddalar m-n:
va shu kabilar bundan mustasno), ko’pchilik anorganik moddalar esa yonmaydi. Organik birikmalar ko’pchilik anorganik moddalardan ionlarga ajralmasligi bilan farqlanadi. Chunki anorganik birikmalarning atomlari ionli, organik birikmalarning atomlari esa
Organik birikmalarning atomlari o’zaro kovalent bog’langanligi tufayli reaksiya sekin boradi va olinishi kerak bo’lgan modda to’liq hosil bo’lmaydi. Anorganik birikmalarda, odatda, reaksiya tez boradi va kutilgan moddalar to’liq hosil bo’ladi. Organik birikmalarda izomeriya hodisasi mavjud. Tarkibi va molekular massasi bir xil bo’lib, fizik va kimyoviy xossalari jihatidan o’zaro farq qiladigan moddalar izomer moddalar, ya’ni izomerlar deyiladi. (Izomeriya hodisasi XIX asrning birinchi choragidan beri ma’lum bo’lib, bu iborani fanga birinchi marta shved olimi Y. Berselius kiritgan). Bu hodisaning sabablarini ilmiy asosda dastlab rus olimi A.M.Butlerov tushuntirib bergan. Organik kimyoda, odatda, tuzilish yoki struktura formulalardan foydalaniladi. Organik birikmalar, asosan, molekular kristall panjaraga ega bo’lgan moddalardir.
XIX asrning boshlarida organik moddalar ko’plab kashf etildi va sintez qilindi. Ammo moddalardagi kimyoviy o’zgarishlarni va qonuniyatlarni asoslab beruvchi nazariyaning yo’qligi organik kimyoning keng rivojlanishiga to’sqinlik qilardi. Dastlab organik kimyoda radikallar nazariyasi vujudga keldi. Bu nazariyaning tarafdorlari (Dyuma, Berselius, Libix) noorganik birikmalar oddiy radikallardan, organik birikmalar esa murakkab radikallardan (atom yoki atomlar guruhi) tashkil topgan bo’lib, bu radikallar kimyoviy jarayonlar natijasida bir birikma tarkibidan ikkinchi birikma tarkibiga o’zgarmasdan o’tadi deb tushuntirdilar. Nemis olimi Libix achchiq danak moyidan foydalanib tarkibida benzoil radikali –C 6 H 5 CO- bo’lgan benzoil aldegidini C 6 H 5 CHO ; benzoy kislotani – C 6 H 5 COOH benzoil xloridni C 6 H 5 COCl va boshqalarni ajratib oldi va ularning tarkibida o’zgarmaydigan
gruppaning borligini aniqladi. Ko’pchilik kimyogarlar organik moddalar reaksiyaga kirishib, boshqa moddalarga aylanganida ularning molekulalaridagi ma’lum bir atomlar gruppalarining o’zgarmasligini kuzatdilar. M-n:
Ushbu reaksiyada «CH 3 −» gruppa o’zgarmay qoladi. Bunday atomlar gruppasi «radikallar» deyilib, organik moddalar radikallardan tashkil topgan, degan fikr paydo bo’ldi. Shu tufayli 1815-yilda L.Gey-Lyussak, 1823-yilda F.Vyoler va 1832-yilda Y.Libix organik moddalarni bir sistemaga solish maqsadida «radikallar» nazariyasini ilgari surdilar. Bu nazariyaga ko’ra radikallar organik moddalarda atom vazifasini bajaradi. Hech qanday kimyoviy o’zgarishlarga uchramaydi. O’sha vaqtda organik birikmalarning radikallarga qarab gruppalarga ajratilishi organik kimyoning oz bo’lsa-da, rivojlanishiga yo’l ochib berdi. Ammo 22
radikallar nazariyasining amal qilishi uzoqqa bormadi. Keyinchalik, radikallardagi H- atomlarining ham reaksiyaga kirishishi isbotlangandan so’ng, bu nazariya o’z kuchini yo’qotdi. Organik birikmalarga xlorning ta’sirini o’rgangan Dyuma radikallarning kimyoviy jarayonlar vaqtida o’zgarishlari mumkinligini isbotladi, ya’ni sirka kislotaga xlorning ta’siri natijasida metil radikalidagi vodorodlar xlor bilan almashinishi mumkinligini ko’rsatdi:
Shundan so’ng 1840-1854-yillarda radikallar nazariyasining o’rniga ko’proq takomillashgan hamda katta tajriba natijalariga asoslangan tiplar nazariyasi egallaydi. Bu nazariyaning tarafdorlari (Sh.Jerar, Loran, J.Dyuma, A.Kekulye) ning fikriga ko’ra, organik birikmalarning tuzilishini tajriba yo’li bilan aniqlab bo’lmaydi, ularni molekulalarning raeksiya natijasida o’zgaradigan qismiga qarab tiplarga bo’lish mumkin, degan fikrni ilgari surdilar. Tiplar nazariyasiga ko’ra organik moddalarning tuzilishi va xossalari anorganik birikmalarnikiga o’xshash bo’lib, ulardagi faqat bir yoki bir necha H – atomining o’rniga radikallarning almashinishi natijasida yangi organik moddalar hosil bo’ladi. Bu o’xshashlik ularning kimyoviy xossalarida ham aks etadi. Shunday qilib: organik birikmalar 5 ta tipga: vodorod, suv, vodorod xlorid, ammiak va metanga bo’linadi, deb qaraldi. Vodorod tipi. Bunda vodorod molekulasidagi bir yoki ikki vodorod atomining o’rniga radikallar almashgan bo’ladi: H−H CH 3 −H H 3 C−CH 3 C 2 H 5 −H vodorod molekulasi metan etan Suv tipi. Suv molekulasidagi bitta yoki ikkala vodorod atomi o’rniga har xil radikallarning almashinishi tufayli spirt, murakkab efir, kislota angidridi va boshqa birikmalar hosil bo’ladi. M-n:
suv metil spirt dimetil efir sirka kislota Vodorod xlorid tipi. Bu tip orqali galogenli organik birikmalarning hosil bo’lishi va tuzilishi ifodalanadi. H−Cl CH 3 −Cl CH 3 −CO−Cl Cl−CH 2 −COOH vodorod xlorid metil xlorid asetil xlorid xlorsirka kislota Download 29.83 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|