С самого рождения нас окружает множество разных веществ. Этих веществ на Земле так много, что перечесть их трудно. Они везде. Некоторые из них входят даже в состав нашего организма. Одни из веществ существуют со времен образования нашей планеты, другие — созданы руками человека. Причем последних с каждым днем становится все больше и больше.

Еще в древности все вещества, встречающиеся на Земле, делили на две большие группы. К одной группе относили древесину, уксус, спирт, масло, то есть вещества растительного и животного происхождения. Их химики сейчас называют

органическими.

В другую группу входили, например, вода, песок, железо, соль, стекло, золото и т. д. Это, как теперь известно, —

неорганические

вещества. Такое деление началось очень давно, еще до того, как люди узнали об их строении. Но уже тогда было известно, что вещества, которые находятся в почве, воде и воздухе, возникли очень давно, гораздо раньше, чем те, которые содержатся в растительных или животных организмах. Такое деление веществ вначале было случайным, основанным на простом человеческом опыте, интуиции.

Более четкую грань между органическими и неорганическими веществами попытались провести арабские алхимики еще в IX-X вв. Так, первую попытку такого деления связывают с именем известного ученого древности — Абу Бакр ибн Закарийа-ар-Рази (865-925), который занимался медициной и алхимией{Появившиеся в VIII-IX вв. первые арабские химики преобразовали слово

khemeia

в

al-kimiya.

Этот термин позднее у арабов заимствовали европейцы. Так в европейских языках появилось слово «алхимия». Его применяют, когда речь идет о периоде истории химии начиная с 300 г. и до 1600 г.}. В «Книге тайн» ученый разделил все вещества на минеральные, растительные и животные. Такое деление просуществовало почти тысячу лет! Даже в XVII-XVIII вв. химики, как правило, придерживались этого деления. Например, французский химик Николя Лемери (1645-1715) в своем учебнике «Курс химии» определяет химию как «искусство разделять различные вещества, которые находятся в смешанных телах». Под смешанными телами он понимал минералы, растения и животных, т. е. различал вещества неживой природы (минеральные) и живой (растительные и животные). Было также замечено, что вещества растительного и животного происхождения обладают схожими свойствами, но в то же время они резко отличаются от минеральных веществ.

Наступила вторая половина XVIII в. Химики продолжали изучать вещества. Но это были главным образом неорганические соединения: кислоты, щелочи, соли. Однако в это же время химики уже стали уделять внимание и другим веществам — «растительным и животным». Это объяснялось необычностью и даже загадочностью этих веществ. Ведь они так отличались от веществ «неживой» природы! Многие из них не выдерживали даже простого нагревания. Такие вещества были настолько «нежными», что к ним было трудно применить те методы эксперимента, к которым привыкли химики. И все же с «растительными и животными» веществами работать было хотя и непривычно, но интересно. Тем более что со временем появлялся некоторый опыт работы.

В это время в химическом мире особой известностью пользовались два ученых — шведский химик Карл Вильгельм Шееле (1742-1786)

Итак, термин

органическое вещество

в начале XIX в. означал: вещество, выделенное из организма животного или растения. Даже речь не могла идти о том, что такое вещество можно получить в лаборатории из более простых соединений, т. е. методом синтеза. Все попытки получить органическое вещество (например, спирт, жир, краситель и др.) синтетическим путем считались заранее бесплодными и обреченными на неудачу. Но, может быть, химики в своих попытках были недостаточно настойчивыми?

Нет, они пытались, и не раз. Но все заканчивалось неудачей... Это порождало у химиков неуверенность в своей работе. Они все чаще стали задумываться о том, что при получении органического вещества им приходится сталкиваться с чем-то волшебным, непонятным и даже труднообъяснимым для их разума. И все же надо было разгадать это нечто, которое, как думали химики, должно выступать в роли особой и таинственной «жизненной силы», существующей лишь в живой природе. По мнению химиков того времени, «грубые и низменные неорганические силы» не могут рождать органические вещества. Без «жизненной силы» их получить невозможно — таков был приговор ученых...

Вот такие представления преобладали в химии до начала XIX в. Даже сам Й. Берцелиус на протяжении почти полувека верил в эту мифическую «жизненную силу». Более того, он был даже основателем теории этой «силы», которая получила название

витализма

(от лат.

vitalis

— жизненный). Считалось, что в органическом мире действуют совсем другие законы, чем в мире неорганическом.

Чем же должны были заниматься химики, чтобы не вступать в конфликт с этой непонятной «жизненной силой»? Они могли выделять органические вещества из растений и животных, анализировать их, разлагать на составные элементы, однако снова получать из этих элементов исходные вещества химики даже не смели пытаться.

Но время, как известно, остановить невозможно. Постепенно наступили заметные изменения и во взглядах химиков. Многие из них начинали сомневаться в некоторых положениях теории «жизненной силы». Уже сам Й. Берцелиус стал задумываться о том, что объяснить все процессы, протекающие в организмах, влиянием только одной «жизненной силы» довольно трудно. Более того, он начал склоняться к мысли, что «наши знания о законах соединения элементов в неорганической природе должны быть целиком применимы и к соединениям элементов в органической природе». И все же этот всемирно известный химик еще не верил в то, что органические вещества можно получать из неорганических в обычной химической лаборатории, используя метод синтеза. Такой способ получения он считал «несовершенным подражанием» природе...

Углерод — обязательный элемент всех органических соединений. Поэтому

органическую химию часто называют химией соединений углерода.

Кроме углерода, в состав органических веществ почти всегда входит водород, часто встречается кислород, несколько реже — азот, галогены, сера, фосфор. Как видите, органическая химия имеет дело с соединениями, содержащими не так уж много элементов. Действительно, из ста с лишним известных элементов требуется всего 10-12, чтобы образовать несметное количество разнообразных органических веществ. Остальные же элементы встречаются в соединениях неорганических. На первый взгляд может показаться, что органических веществ должно быть гораздо меньше, чем неорганических. Но это не так. Подсчитано, что органических соединений в настоящее время свыше десяти миллионов! И число это постоянно растет. Пока вы читаете эти строки, в лабораториях мира уже получены новые органические вещества. Но самое удивительное, что такому росту числа органических соединений не будет конца. Посмотрите, как росли темпы получения новых веществ: в 1880 г. их было всего 12 тыс., в 1910 г. — 150 тыс., в 1920 г. — 200 тыс., в 1940 г. — 500 тыс., в 1950 г. — 1 млн, в 1960 г. — 2 млн. А за последующие сорок лет их стало на 8 млн больше.

Вот еще интересный факт. В 1906 г. в США было основано периодическое издание журнала «Chemical abstracts», в котором регулярно публикуются сведения о новых веществах (в том числе и органических). Так вот, оказалось, что для публикации 1 млн записей о веществах потребовался 31 год, для второго миллиона — 18 лет, третьего — 7 лет, а для четвертого — всего 4 года. Вот какими темпами работают химики!

И все же, почему органических соединений так много?

Атом углерода, который является основой всех органических веществ, — особый элемент в природе. Он способен образовывать химические связи не только с другими элементами, но, что очень важно, и с другими углеродными атомами, образуя при этом разные по длине прямые и разветвленные цепи:

Чем же отличаются органические вещества от неорганических?

Чтобы ответить на этот вопрос, проделаем очень простой опыт. Нагреем несколько кристаллов органического вещества. Даже при сравнительно невысокой температуре они начинают плавиться и переходят в жидкое состояние. Если температуру еще повысить, то эта жидкость начинает пениться (кипеть), а потом разлагаться, сгорать или обугливаться. Например, если сухую деревянную палочку внести в огонь, то она, постепенно обугливаясь, сгорает и переходит в тлеющие угли. Проделаем еще такой опыт. Возьмем пинцетом кусочек сахара и внесем его в пламя горелки. Вначале из сахара выделяются газы, затем он обугливается и сгорает.

Если охладить продукты, которые получились от сгорания палочки и сахара, то в них вы не узнаете прежние предметы.

А теперь поступим иначе. Внесем в пламя любое неорганическое вещество, например хлорид натрия. Вы увидите, что соль ведет себя совсем иначе, чем палочка и кусочек сахара. Соль выдерживает даже очень высокую температуру. Она вначале растрескивается на мелкие кусочки, а потом, если бы удалось повысить температуру до 800 °С, начинает плавиться. При 1440 °С расплавленная соль закипает. Но стоит расплавленную соль охладить, как получается тот же продукт, что был вначале. Эта соль опять пригодна для приготовления пищи!

Есть еще одно отличие между органическими и неорганическими веществами. Известно, что большинство неорганических веществ хорошо растворимо в воде. В то же время органических веществ, которые растворяются в воде, не так уж и много. Почему?