像数学或者物理学一样,化学也有大量分支,大大小小加起来大概有几十个,但归纳起来,可以分为五个大分支:无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学。了解了这五个分支,我们对何谓化学也就有一个基本的轮廓了。
无机化学
无机和有机里的“机”有“生命”之意,所谓无机即无生命,无机物也就是无生命的物质了。过去化学家们认为,自然界的物质大体可以分成两种:一种与生命有关,一种与生命无关。并将与生命有关的物质称为“有机物”,它能构成有生命的动物、植物、微生物,或者也可以由这些有生命的东西产生出来。与之相对,无机物就是与生命无关的物质了,它们既不构成我们所熟悉的生命体,又不能由生命体产生出来。前者如淀粉、蛋白质、脂肪等,后者如金属和岩石等。
化学上还有一个更简单的办法来区分无机物与有机物。这个简单的办法就是找碳。对于几乎任何一种化合物,如果我们要判定它是有机物还是无机物,一个最简单的办法就是在里面找碳,如果这种化合物中含有碳,就是有机物,否则就是无机物。某些含有碳的简单化合物,例如碳元素、二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐等,它们虽然含有碳,由于它们结构简单,与结构复杂的有机物大不相同,因此也将之归入无机物之列。
弄清楚无机物与有机物之后,什么是无机化学也就清楚了。无机化学就是研究无机物的组成、性质、结构和反应等的化学分支。
研究人员正在做有关无机化学的实验。在不断征服与改造中,逐渐地不知不觉地完善着自身。
有机化学
“有机化学”一名起源于19世纪初。有机化学诞生之后,人们最早的行动之一是制备有机化合物。虽然生命体是由有机物合成的,但它们的成分太过复杂,无法将之作为具体的研究对象,因此为了研究有机化学就必须制备出许多成分不那么复杂、可以对之进行确定性研究的有机物。做这项工作最早的人之一是法国化学家拉瓦锡,他发现,有机化合物燃烧后产生二氧化碳和水。由此人们知道了有机物的成分主要是碳、氢和氧等。这是对有机物的最初认识。但这种认识显然是模糊的,为了更详细地了解之,必须像认识无机物一样,找出有机物的分子式。这个问题一直到19世纪中期才解决。这时一个叫凯库勒的德国化学家提出了“价键”的概念。
鸟嘌呤
键与价是有机化学中两个关键性的概念。我们知道,所有化合物的分子都是由不同元素的原子组成的,它们是怎么组成的呢?在这里科学家们提出了“键”的概念,他们认为,化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的,并且用一条小横杠来表示,即“-”。我想在这里不妨把键设想成为一条绳子,是它将不同种类的原子捆在一起的。
那么这些不同种类的原子到底是怎么结合的呢?这种结合当然是有一定规律的,与不同原子的特性有关。由于在所有已知的化合物中,一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合,氢就被选作一种单位。能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数就是这种元素的价数。例如,1个氧原子能够与2个氢原子结合,因此氧是2价的。1个碳原子能结合4个氢原子,因此碳是4价的。
这样灵活性的结果就是碳所能够产生的化合物种类几乎与其他所有元素之间反应生成的化合物一样多呢!而且其复杂程度更是远远超过所有其他非有机物的化合物。
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