趣话化学史有机化学的诞生一

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化学的分支——有机化学

上期我们说到,大化学家贝采里乌斯首次提到了催化剂的概念,并且公布于《物理学与化学年鉴》杂志上。事实上,贝采里乌斯首次提出的概念不只是催化剂,他还提出了“有机化学”的概念。

首次提出“有机化学”概念的贝采里乌斯

年,自从著名的法国化学家拉瓦锡以定量分析的手段阐明氧化汞、氧气和汞之间的反应前后质量没有变化,氧气是生成氧化汞的原料并且推翻了“燃素说”以后,定量分析的方法成为了化学的主要的研究方向。在此后的六四十年间里,化学家们分别从不同的角度证实了“氧化说”的正确性。定量分析,不仅在矿物的分析中,也在诸如树枝、动植物油脂等方面的分析也大显身手。而在分析时,贝采里乌斯发现,绝对多数的碳元素几乎都是从与生命相关的物质中发现,天然存在的无生命的碳也就只有焦炭、煤炭(事实上,煤炭属于化石能源,是几百几千万年以前的生物沉积并缓慢地生成的产物,也属于有机物)、二氧化碳、碳酸盐那么几种。于是,就在年,贝采里乌斯就宣称,这些碳氢化合物都是有机体(生命体)特有的产物,并且把化学的研究方向直指生命体。贝采里乌斯也许没想到的是,他如此的概念一经提出,就不断被后世深入地研究,最终形成了化学的一个庞大分支——有机化学。

然而,贝采里乌斯提出“有机化学”概念的时候,他犯了一个错误,那就是他认为,有机物是生命体特有的物质,是区别于无生命的“无机物”的。而贝采里乌斯当初如此的提法,主要是受到当时的科学哲学理论“活力论”的影响。不得不指出的是,“活力论”是当时社会上最流行的理论,它的主要观点是,生命是有灵魂的,而这种灵魂是区别于无机体的。贝采里乌斯通过分析大量的有机物以后,发现不论是有机物的原子量(当时没有分子的概念)还是这种化合物的组成,和无机物相比,结构复杂,具有更深的奥秘。所以基于“活力论”的观点和贝采里乌斯本人的分析结果,他就把有机化学的概念如此的定义并公布了出来。他这样的公布,自然受到当时社会的公认,大家一直认为,这些有机物就是生命体的专利,人在实验室里是不可能创造出有机物的。

否定了贝采里乌斯“有机论”的维勒

然而,命运似乎非常喜欢开玩笑,就在贝采里乌斯提出“有机化学”理论的二十年后,他的理论被他的弟子给轻描淡写地否定了。这个极为“忤逆”的弟子,就是德国化学家弗里德里希·维勒。

维勒是德国人,他出生于年,就是在伏特发明了伏打电堆的那一年。维勒的父亲是法兰克福当地的一名著名的医生,因此维勒的出身也算是书香门第。维勒从小就非常调皮,特别喜欢化学,以至于他读大学的时候也是学的化学。年,在他大学毕业以后,由于成绩优秀,被导师推荐到贝采里乌斯的斯德哥尔摩实验室里工作,也就是在这一年,他和著名的大化学家贝采里乌斯结了缘。维勒在贝采里乌斯实验室工作时间不长,只有一年,到了年他就回到德国,到大学里当化学老师去了。

维勒期望的氰酸铵晶体维勒第一次反应得到的草酸维勒第二次反应得到的尿素

那么就在维勒在贝采里乌斯的实验室里工作的时候,他的主要方向是研究氰酸铵的制备。尽管当时有氰酸铵的制备方法,但维勒希望能够用快捷方式制备出来,因此他选择的是拿氰酸和氨气直接反应。但是,结果让他非常失望,他没有得到氰酸铵,得到的那个物质经过鉴定居然是草酸(乙二酸)。维勒就改变反应条件,不断调整氨气和氰酸的比例以及反应温度等,结果还是一样,得到的产物都是那个草酸,没有氰酸铵!看来直接化合的路走不通,那么就试试在溶液中反应的结果吧?结果他倒是得到了一种白色晶体物质,但是这种白色晶体物质,维勒确信肯定不是氰酸铵,因为氰酸铵和强碱反应是会放出刺鼻性气味的氨气,跟强酸反应会释放出氰酸的,这个晶体不会。到底是什么呢?很快,一年的时间过去,维勒回到德国,在一个大学里任教。在工作期间,维勒始终对当时他在贝采里乌斯实验室所做的工作,那个总也反应不成的氰酸铵耿耿于怀,更让他抓心挠肺的,就是那个当时他反应得到的晶体,到底是什么?

四年之后,年,他利用了更加先进的分析方法,最后发现,他之前在斯德哥尔摩得到的晶体是尿素。而且,维勒还发现,如果拿一些铵盐或者氨水与氰酸盐反应,最后都变成了尿素!这个结果很意外,但也是个爆炸性的发现。维勒就把这个结果发表在了年的《物理学和化学年鉴》杂志上,题目就叫《论尿素的人工合成》。

让维勒没想到的是,他的这篇论文马上在科学界掀起了轩然大波,引起了最广大科学家的


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