Üzvi kimya fənni, onun əsas inkişaf mərhələləri və istiqamətləri. Dərs vəsaiti

Məhərrəmov
Üzvi kimyanın inkişaf tarixi.
XIX əsrin ilk illərində üzvi birləşmələri qeyri-üzvi birləşmələrdən ayırmaq təşəbbüsləri olmuşdur. İlk dəfə elmə üzvi birləşmə və «Üzvi kimya» anlayışını 1808-ci ildə İsveç alimi Yakob Berselius gətirmişdir. Bu haqda o, dəfələrlə çap edilmiş «Kimya» kitabında vermişdir. O qeyd etmişdir ki, üzvi maddə heç vaxt adi kimyəvi və fiziki qüvvənin təsiri ilə əmələ gəlmir. Onun əmələ gəlməsi üçün xüsusi «Həyat qüvvəsi» lazım gəlir. Berseliusa görə, üzvi birləşmə yalnız bitkilərdə və heyvanlarda, başqa sözlə, canlı orqanizmdə vitalist həyati qüvvənin hesabına yaranır.
Üzvi kimyanın inkişafının sonrakı mərhələsində «Vitalist» (Həyat qüvvəsi) nəzəriyyəsinin səhv olması sübut edildi. İlk dəfə olaraq alman alimi Fridrix Völer 1824-cü ildə disiandan turşəng turşusunu almışdır:
4(CN)₄ (COOH)₂
1828-ci ildə isə ammonium-sianatı qızdırdıqda sidik cövhərinə çevrilmişdir:
NH₄OCN H₂NCONH₂
1845-ci ildə alman alimi Kolbe ağac kömüründən, kükürddən, xlordan və sudan istifadə edərək sirkə turşusunu sintez etmişdir. 1842-ci ildə Zinin nitrobenzoldan anilin, 1854-cü ildə Bertlo yağ nümunələrini almağa müyəssər olmuşdur. 1861ci ildə Butlerov əhəng suyundan istifadə edərək formalindən qlükozanı almışdır:
6CH₂O→C₆H₁₂O₆
Bütün yuxarıdakı kəşflər «Həyat qüvvəsi» nəzəriyyəsinə ağır zərbə vurmuşdur.
İnsanlar çox qədimdən üzvi maddələrlə təmasda olmuş, onlardan öz ehtiyacları üçün istifadə etmişlər. Kimyanın atası Cabir ibn Hədyan (721-815) ilk dəfə olaraq sirkəni distillə etməklə (qovmaqla) o zaman üçün ən qüvvətli turşu hesab edilən saf sirkə turşusunu almışdır. Müsəlman aləminin ikinci böyük kimyaçı alimi Əbu Bəkir Ər-Razidir (865 925). O, ilk dəfə əczaçılıqda etil spirtindən istifadə etmişdir. Ümumiyyətlə, bizim eradan əvvəl 300-cü ildən, bizim eranın 1600-cü ilinə qədərki dövr əlkimya dövrü hesab olunur. Bu dövrdə üzvi maddələrin alınması və ondan müxtəlif məqsədlərdə istifadə edilməsi işinə xüsusi diqqət yetirilmişdir. Qədim insanlar üzüm şirəsini qıcqırdaraq şərab hazırlamışlar. IX əsrdə qıcqırdılma məhsullarından etil spirti alınmışdır. XVI əsrdə etil spirti ilə sulfat turşusunun qarışığını distillə etdikdə dietil efiri alınmışdır. Təbii qatranlardan kəhraba və benzoy turşusu alınmışdır. Fransızlar və almanlar sabun hazırlanmasının üsullarını bilirdilər. Misirdə, Fransada və Almaniyada pivəni hazırlayırdılar.
Hindistan, Finikiya və Misirdə üzvi maddələrin köməyi ilə boyama sənəti inkişaf etmişdir. Çox təbii ki, qədim insanlar yağ, piy, şəkər, nişasta, indiqo və digər maddələri alıb onlardan istifadə edirdilər.
Əlkimya dövründə qeyri-üzvi maddələrin alınması və tədqiqi üzvi maddələrə nisbətən daha asan idi. Çünki o zaman üzvi maddələri ayırmaq üsulu yox idi. Yalnız Cabir və Razinin distillə sahəsində əldə etdiyi nailiyyətlər üzvi maddələrin təmizlənməsi işinə təkan verdi. Bəzi efir yağlarının alınması, qatı çaxır spirtinin alınması və ondan fəlsəfə daşının hazırlanmasında istifadə edilməsi əlkimyaçılar tərəfindən əldə edilmişdir.
XVIII əsrin sonlarında üzvi maddələrin alınması və tədqiqi sahəsində mühüm nəticələr əldə edildi. Bu dövrdə bitkilərdən mühüm üzvi turşular: oksalat (turşəng), limon, alma, hal turşuları alınmışdır. Həmçinin müəyyən edilmişdir ki, yağlar və piylərin tərkibində qliserin vardır. Sonralar aparılan tədqiqatlar nəticəsində canlı orqanizmin fəaliyyətində sidiklə xaric edilən sidik cövhəri (karbamid) və sidik turşusunun tərkibi müəyyən edildi. İnək və atların sidiyində hippur turşusunun varlığı müəyyən edildi.


Şamilov
1808-ci ildə görkəmli İsveç kimyaçısı Y.Berselius qeyd etmişdir ki, qeyri-üzvi maddələrin tədqiqindən üzvi maddələrin tədqiqinə keçəndə kimyaçılar tamamilə yeni bir aləmə düşürlər. Berselius kimya kursunda «üzvi kimyaya» xüsusi başlıq verən ilk alimdir. İnsan üzvi maddələrlə çox qədim dövrlərdən rastlaşmışdır. Bu maddələr bitki və heyvan orqanizmlərindən alınırdı. Onlar az davamlı və daha mürəkkəb quruluşa malikdirlər. Qida və geyimlərin hazırlanması prosesləri, ilk üzvi maddələrin -şəkər, spirt, sirkə, boyaqlar və s. alınması ilə əlaqədardır.
XVIII əsrin ortalarına qədər üzvi maddələr ardıcıl öyrənilməmişdir. Bu işlə ilk dəfə 1770-ci illərdə K.Şeele məşğul olmuşdur. Ona qədər yalnız dörd turşu-qarışqa, sirkə, kəhrəba və benzoy turşuları məlum idi. K.Şeele təbii maddələrdən çaxır, süd, limon, alma turşuları və qliserini almışdır.
Berselius üzvi kimya bölməsində qeyri-üzvi və üzvi maddələr arasında kəskin fərq olduğunu qeyd etmişdir. O, qeyd etmişdir ki, qeyri-üzvi maddələri laboratoriyada, müxtəlif kimyəvi çevrilmələrlə almaq olar. Üzvi maddələr isə canlı orqanizmdə xüsusi qüvvənin «həyat qüvvəsi» nin təsiri nəticəsində əmələ gəlir. Bu nəzəriyyə üzvi kimyanın inkişafına mənfi təsir göstərmişdir. Lakin o dövrdə elə kimyaçılar tapılmışdır ki, onlar kolbada sadə qeyri-üzvi maddələrdən üzvi maddələri sintez etmək mümkün olduğunu göstərmişdir.
Görkəmli alman alimi F.Völer 1824-cü ildə disiandan oksalat turşusunu, 1828-ci ildə ammonium sianatdan sidik cövhərini, 1845 ci ildə Q.Kolbe sirkə turşusunu, 50-ci illərdə V.M.Bertlo qarışqa turşusunu, etil spirtini, asetonu, metanı, qliserini, yağ turşularından yağları sintez etmişdir. 1861-ci ildə A.M.Butlerov formaldehid, ondan formaldehid polimeri və şəkərli maddələrin tam sintezini aparmışdır.
Tezliklə kimyaçılar inandılar ki, üzvi maddələr qeyri-üzvi maddələrə aid qanunauyğunluqlara tabedir. Lakin kimyanın üzvi və qeyri-üzvi kimyaya ayrılması qalmaqda idi. 1851-cl ildə A.Kekule üzvi kimyanı karbon kimyası kimi müəyyənləşirdi. Lakin bu müəyyənleşdirmə dəqiq müəyyənləşdirmə deyildi. Çünki elə qrup birləşmələr vardır ki, tərkibində karbon atomunun olmasına baxmayaraq onlar qeyri-üzvi birləşmələrə aiddir. Məsələn, dəm və karbon qazları, metal karbidləri, karbonatlar və s.
Üzvi kimyanın mövzusu 1889-cu ildə K.Şorlemmer tərəfindən «Üzvi kimya karbohidrogenlər və onların törəmələri haqqında elm» kimi müəyyənləşdirmişdir. Burada üzvi və qeyri-üzvi kimya arasında kəskin sərhəd qoyulmur. Məsələn, dəm qazına həm qeyri-üzvi maddə, həm də metanın törəməsi kimi, bir sıra metalüzvi birləşmə ərə həm üzvi, həm də qeyri-üzvi maddə kimi baxmaq olar.
Bütün üzvi maddələr karbohidrogenlərin törəmələridir. Karbohidrogenlərdə bir və ya bir neçə hidrogeni başqa atom və qruplarla əvəz etməklə, yeni üzvi maddələr almaq olar. Eləcə də karbon atomunu başqa atomlarla əvəz edəndə heteroatomlu birləşmələr alınır. Üzvi maddələrdə C və H-dən başqa O, N, S, P, halogenlər və s. elementlər də ola bilər.
Hər bir üzvi maddə molekulunda atomlar müəyyən qaydada düzülmüşdür. Yəni üzvi maddənin müəyyən tərkibi və quruluşu vardır.
Üzvi maddələrin quruluşu və ona müvafiq olaraq kimyəvi quruluş nəzəriyyəsinin yaradılmasında alman kimyaçısı A.Kekule, șotlandiyalı A.Kuper, rus alimi A.M.Butlerovun böyük xidmətləri olmuşdur. Bu nəzəriyyə üzvi kimyanın inkişafına təkan vermişdir.
Üzvi kimyanın inkişafı əsasən iki istiqamətdə getmişdir:
1. Nəzəri və sintetik üzvi kimyanın inkişafı,
2. Üzvi kimya sənayesinin inkişafı. Sintetik üzvi kimya yeni üzvi maddələrin alınması və yeni sintez metodlarının hazırlanması ilə, nəzəri üzvi kimya yeni reaksiya mexanizmləri, yeni üzvi maddə siniflərinin öyrənilməsi və əldə olunan materialları nəzəri cəhətdən əsaslandırmaqla məşğul dur.
Üzvi kimyanın inkişafının birinci mərhələsi kimyəvi quruluş nəzəriyyəsinə qədər olan 1820-1860-cı illəri əhatə edir. Bu dövr sintez və təbii üzvi maddələrin alınması sahəsindəki tədqiqat işləri ilə xarakterizə olunur. Bu dövrü xarakterizə edərək, 1835-ci ildə Völer öz müəllimi Y.Bersefiusalya Air. «Indiki dövrdə üzvi kimya kimi istəsən dəli edə bilər. O, mənim üçün içərisi qəribə şeylərlə dolu, qaranlıq, çıxış yolu məlum olmayan meşə kimidir.
Bu dövr quruluş nəzəriyyəsinin yaranması ilə başa çatır.
İkinci dövr elektron nəzəriyyəsinin meydana çıxdığı 1860-1910 cu illəri əhatə edən dövrdür ki, o da sintezin genişlənməsi, yeni sinif üzvi maddələrin alınması, mürəkkəb təbii maddələrin sintezi ilə xarakterizə olunur. Bu dövr alizarin (K.Gerbe, K.Liberman 1869), indiqo boyaları (A.Bayer, 1879), nikotin alkaloidi (A.Pikte, 1904) ilk dəfə müxtəlif dərman maddələrinin sintez edilməsi və fəza kimyasının əsasının qoyulması ilə xarakterizə olunur.
XX əsrin birinci yarısı isə fiziki tədqiqat üsullarının, elektron nəzəriyyəsinin, süni təbii maddələrin, şəkərlər, polipeptidlər, purin və s. tədqiqi ilə xarakterizə olunur. 30-cu illərdə kvant üzvi kimya meydana çıxmışdır.
Hal-hazırda nəzəri cəhətdən təsəvvür olunan mürəkkəb quruluşlu üzvi maddələri sintez etmək mümkündür.
Üzvi və bioloji kimyanın əsasında yeni elmi istiqamətlər-molekulyar biologiya, bioüzvi kimya elmləri yaranır. Üzvi kimya bərk cisimlər fizikasına yaxınlaşır Elə üzvi maddələr məlumdur ki, bərk halda onlar yarımkeçiricilik xassəsinə malikdir.
Üzvi sintez öz növbəsində üzvi kimya sənayesinin inkişafına təsir edir. Üzvi kimya sənayesi əsasən XIX əsrdən inkişaf etməyə başlamışdır. Alimlər daş kömürün quru distilləsindən benzol və başqa aromatik birləşmələr və onların törəmələrini, 1842-ci ildə N.N. Zinin tərəfindən anilin və onun əsasında müxtəlif boyaq maddələri və S. sənaye miqyasında alınmışdır.
Hal-hazırda hər hansı bir dövlətin iqtisadi və hərbi qüdrəti əsasən kimya sənayesinin inkişaf səviyyəsi ilə ölçülür.
Üzvi kimya sənayesinə neft kimyəvi sintez, neft, qaz, daş kömürün emalı, süni kauçuk, polimer materiallar, üzvi boyaqlar, partlayıcı maddələr, dərmanlar, kənd təsərrüfatı məhsullarına zərərvericilərinə qarşı maddələr (pestisidlər) və s. aiddir.