Номер 4, страница 7 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

4. Почему органическую химию выделили в отдельный раздел химии?

Органическую химию выделили в отдельный большой раздел химии по ряду фундаментальных причин, которые касаются как истории науки, так и уникальных свойств самого предмета изучения — соединений углерода.

Исторические предпосылки и теория витализма

Изначально, в XVIII – начале XIX века, химия была разделена на органическую и неорганическую на основе происхождения веществ. Считалось, что органические вещества могут образовываться только в живых организмах (растениях, животных) под действием особой "жизненной силы" (лат. vis vitalis). Этот подход назывался витализмом. Неорганические же вещества относились к миру неживой природы. Разрушение теории витализма началось в 1828 году, когда немецкий химик Фридрих Вёлер синтезировал в лаборатории мочевину (органическое вещество) из неорганического цианата аммония. Однако к этому времени разделение уже прочно вошло в научный обиход и было сохранено по другим, более веским причинам.

Огромное многообразие соединений углерода

Главная современная причина — это колоссальное количество и разнообразие органических соединений. Их число превышает 50 миллионов и постоянно растёт, в то время как неорганических веществ известно лишь несколько сотен тысяч. Такое многообразие объясняется уникальными свойствами атома углерода:

• Способность к катенации: Атомы углерода могут соединяться друг с другом в длинные и прочные цепи (линейные, разветвленные) и циклы.
• Четырехвалентность: Атом углерода всегда образует четыре ковалентные связи, что позволяет создавать сложные, объемные структуры.
• Образование кратных связей: Углерод способен образовывать не только одинарные, но и двойные, и тройные связи с другими атомами углерода и с атомами других элементов (O, N и др.).

Изучение такого огромного класса соединений требует собственных методов анализа, синтеза и классификации, что делает органическую химию самостоятельной дисциплиной.

Явление изомерии

Для органических соединений крайне характерно явление изомерии: существование веществ с одинаковой молекулярной формулой, но разным строением и, соответственно, разными свойствами. Например, формуле $C_2H_6O$ соответствуют два разных вещества (этанол и диметиловый эфир), а формуле $C_{10}H_{22}$ — уже 75 изомеров. В неорганической химии изомерия встречается значительно реже и не имеет такого разнообразия.

Специфика свойств и химических реакций

Свойства органических веществ существенно отличаются от свойств неорганических. В большинстве органических молекул преобладают ковалентные неполярные или слабополярные связи, что обусловливает их низкие температуры плавления и кипения, летучесть, горючесть и плохую растворимость в воде. Реакции с участием органических веществ, как правило, протекают медленнее, требуют определённых условий (температура, катализаторы) и часто приводят к образованию смеси продуктов. Это отличает их от быстрых ионных реакций, характерных для многих неорганических соединений.

Органическая химия — химия жизни

Органические соединения составляют основу всего живого на Земле. Белки, нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), углеводы, липиды, витамины — все это органические молекулы. Поэтому органическая химия тесно связана с биологией, медициной, фармакологией и биотехнологией, что также подчёркивает её особый статус.

Ответ: Органическую химию выделили в отдельный раздел из-за огромного количества и разнообразия соединений углерода, что обусловлено уникальной способностью его атомов образовывать прочные цепи и циклы. Исторически разделение было связано с теорией "жизненной силы", но после её опровержения оно сохранилось благодаря специфическим свойствам органических веществ (особенности химических связей, широкое распространение изомерии, особые типы реакций) и их фундаментальной роли как основы всех живых организмов.