Органическая химия ещё очень моло­да: как самостоятельная теоретиче­ская дисциплина она сформирова­лась в XIX  в. И тем не менее её по праву можно считать древнейшей из наук, ведь знакомство наших предков с органическими веществами про­изошло задолго до новой эры.

Марселен Бертло. 

В 1860 г. французский химик Марселен Бертло произнёс замечательные слова: «Химия создала свой предмет. Эта творческая способность, подоб­ная искусству, коренным образом отличает химию от остальных есте­ственных и гуманитарных наук». На июль 1999 г. описано приблизи­тельно 18 млн. индивидуальных хими­ческих веществ. Из них около 80 % составляют соединения углерода с та­кими элементами, как водород, кис­лород, азот, сера, фосфор, галогены. Атомы углерода обладают уникаль­ной способностью образовывать прочные одинарные и кратные связи не только с перечисленными эле­ментами, но также друг с другом, со­единяясь при этом в длинные линей­ные и разветвлённые цепи, циклы и сложные каркасные структуры. По свойствам они существенно отли­чаются от соединений других эле­ментов. И потому одно из современ­ных определений науки, изучающей эти вещества, можно сформулировав так: «Органическая химия — это хи­мия соединений углерода».

Ежегодно число органических со­единений увеличивается на 300— 400 тыс. Большинство этих веществ никогда не существовали в природе. Они синтезированы в химических лабораториях. Органическая химия стремительно расширяет свой особый, рукотворный материальный мир. На рубеже третьего тысячелетия она стала основным источником получе­ния новых материалов, лекарственных препаратов, средств защиты расте­ний, красителей, различных видов топлива и многих других нужных че­ловеку веществ. Однако путь к верши­нам современных достижений был долгим и не всегда прямолинейным.

Иногда поваренную соль специально иодируют, т. е. добавляют к ней иодиды натрия или калия. Делается это потому, что иод вхо­дит в состав различных ферментов в организме, и при его недо­статке ухудшается работа щитовидной железы. Обнаружить до­бавку достаточно просто. Нужно сварить крахмальный клейстер: четверть чайной ложки крахмала развести в стакане холодной во­ды, нагреть до кипения, кипятить пять минут и охладить. Клей­стер значительно более чувствителен к иоду, чем сухой крахмал. Далее треть чайной ложки соли растворяют в чайной ложке во­ды, в полученный раствор добавляют несколько капель уксусной эссенции (или половину чайной ложки уксуса), половину чайной ложки перекиси водорода и через две-три минуты — несколько капель клейстера. Если соль была иодирована, то перекись водо­рода вытеснит свободный иод:

2I^-+ Н₂О₂+2СН₃СООН=I₂+2Н₂О+2СН₃СОО^-, который окрасит крахмал в синий цвет. (Опыт не получится, если для иодирования соли использовали KClO₃ вместо KI).

На реакции лимонной кислоты с питьевой содой основано при­готовление шипучек — порошков или таблеток, которые при раст­ворении в воде образуют газированный напиток. Чтобы сделать шипучку, в пищевой посуде смешайте четверть чайной ложки питьевой соды, половину чайной ложки лимонной кислоты и чай­ную ложку сахара. Если смесь высыпать в стакан с водой и пере­мешать, то выделится газ, а вода приобретёт кисловатый вкус. Ес­ли соды взять слишком много, кислота прореагирует вся, поэтому вкус будет не кислый, а слегка горьковатый. Вы можете сами по­добрать такое соотношение соды и лимонной кислоты, чтобы вкус напитка был наиболее приятным.

Ибн Сина говорил: «Всё есть яд, и всё есть лекарство, и только доза опреде­ляет, исцеление будет принесено или смерть». Любые, даже привычные ве­щества при неумелом их использова­нии могут нанести непоправимый вред здоровью. Например, всем из­вестный столовый уксус — это не что иное, как 10-процентный водный раствор уксусной кислоты. Уксус служит приправой к блюдам, он нужен при приготовлении маринадов и консервов. В небольших количест­вах он безвреден. Но если вместо сто­лового уксуса воспользоваться эс­сенцией — 80-процентной уксусной кислотой, то последствия будут весь­ма печальными: сильнейший кислот­ный ожог пищевода.

Чтобы избежать подобных непри­ятностей, следуйте правилам техники безопасности.

Внимательно читайте этикетки на упаковках.

Не пробуйте на вкус вещества, за исключением тех, что предназначены в пищу.

Для опытов надо иметь специаль­ные ёмкости. Нельзя проводить опы­ты в посуде, из которой едят!

Всю химическую посуду храните отдельно от пищевой и мойте сразу после окончания опыта, поскольку остатки веществ могут исказить ре­зультаты следующего эксперимента. Чтобы смыть всё, что осело на стен­ках, используйте специальные ёрши­ки либо ватку, намотанную на медную проволоку.

Ни в коем случае нельзя выливать не смешивающиеся с водой раствори­тели в раковину, так как они могут разъесть пластмассовые трубы. Заведи­те для них закрывающуюся банку и выносите её на помойку.

Старайтесь, чтобы реактивы не по­падали на кожу. Особенно берегите глаза. Если вы носите очки, не сни­майте их во время опытов.

Вещества, попавшие на кожу или в глаза, смывайте холодной водой.

Помните, что многие химические реактивы способны испортить ме­бель. Во время экспериментов ис­пользуйте клеёнку или металличе­скую пластину. Подойдёт также и отслужившая своё сковорода.

Иногда свойства полученного соеди­нения сильно зависят от условий его синтеза. Вот пример. Любая попытка получить сульфид хрома Cr₂S₃ из вод­ного раствора обречена на неудачу: образующееся вещество легко разла­гается водой с выпадением осадка гидроксида хрома и выделением боль­шого количества сероводорода:

2CrCl₃+3Na₂S+6H₂O=2Cr(OH)₃¯+6NaCl+3H₂S­.

Однако если в кварцевую трубку поместить несколько граммов порош­ка безводного хлорида хрома, над ко­торым пропустить ток сухого сероводо­рода, постепенно повышая температуру до 600 °С, образуется сульфид хрома Cr₂S₃ в виде чёрных кристаллов с метал­лическим блеском:

2CrCl₃+3H₂S®^t°Cr₂S₃+6HCl.

При горении, как это ни странно, не всегда возникает пла­мя. Например, если порошок какого-либо тугоплавкого ме­талла (циркония, гафния, ниобия и др.), смешанный с уголь­ной сажей поджечь с краю, то вскоре за счёт выделяющейся теплоты реакция горения распространится по всему объё­му смеси. Однако пламени не будет, так как в результате реакции не образуется летучих веществ, а единственный её про­дукт — карбид тугоплавкого металла (например, NbC).

В соединении YBa₂Cu₃O₇ содержатся атомы меди в двух степенях окисления: Cu⁺², находящиеся в центре квадрат­ных пирамид [CuО₅], и Cu⁺³, располо­женные в плоско-квадратном окруже­нии из атомов кислорода [CuО₄].

Считается, что сверхпроводящие свойства купрата бария-иттрия при температуре ниже -180 °С обусловле­ны перекрыванием Зd-орбиталей атомов меди и 2р-орбиталеи атомов кис­лорода с образованием протяжённых зон проводимости.

В наше время большое значение уделя­ется синтезу соединений с практически важными свойствами. Примером тако­го вещества могут служить фиолетово-пурпурные кристаллы гексаборида лан­тана LaB₆. Они весьма термостойки (t_пл=2740 °С), обладают высокой твёр­достью, а при нагреве легко испускают электроны. Именно поэтому LaB₆ нача­ли использовать в катодах электронно­лучевых трубок — элементах дисплеев и телевизоров. Катод посылает «элек­тронный луч», который, попадая на эк­ран, и создаёт изображение. Явление носит название термоэлектронной эмиссии. У кристалла гексаборида лан­тана она происходит при температуре значительно более низкой, чем у обыч­но применяемых материалов, таких, как паста из оксида бария, нанесённая на вольфрамовую нить.

Каких свойств веществ чаще всего хотят добиться химики-неорганики? В большинстве случаев — экстремаль­ных. Вспомним, что львиная доля про­цессов с участием органических со­единений (за исключением, может быть, полимеров), протекает в услови­ях, близких к биологическим, — в очень ограниченном интервале темпе­ратур и давлений. Многие органиче­ские вещества не выдерживают тем­ператур выше 200—300 °С и давлений больше нескольких сот атмосфер — дальше происходит разложение. А если нужен материал, работающий в жёстких условиях, за дело берётся неорганическая химия.

Самый лёгкий элемент — водород; его атомный номер 1, заряд ядра +1, мень­ше не бывает, потому вопрос о сущест­вовании более лёгких элементов отпа­дает сам собой. А как обстоят дела с нижней границей периодической сис­темы? Да и есть ли она?

Элемент № 103 — лоуренсий (Lr), синтезированный в начале 60-х гг. XX в., заполнил последнюю клетку в ряду актинидов. Для получения более тяжёлых элементов в подмосковном городе Дубне был создан уникальный ускоритель тяжёлых ионов. В 1968— 1969 гг. с его помощью при облуче­нии ионами неона-22 мишени, содер­жащей плутоний, удалось получить элемент № 104: ²⁴²₉₄Pu+²²₁₀Ne®²⁵⁹104+5¹₀n, впоследствии названный резерфордием (Rf). Одновременно он был синтезирован и американскими ис­следователями. Элемент № 104 — первый химический трансурановый элемент, не относящийся к семейст­ву актинидов; свойства его соедине­ний резко отличаются от свойств соединений актинидов.

В 1970 г. в Дубне под руководством Г. Н. Флёрова и в США под руководст­вом А. Гиорсо были получены первые атомы элемента № 105, которому да­ли название «дубний» (Db).

Путём бомбардировки урана-238 нейтронами или ядрами лёгких ато­мов в 40—50-х гг. XX в. удалось синтезировать многие трансурановые элементы.

Большая заслуга в этом принадле­жит профессорам Калифорнийского университета Гленну Теодору Сиборгу (1912—1999) и Эдвину Маттисону Макмиллану (1907—1991), удостоен­ным в 1951 г. Нобелевской премии по химии.

Первые трансурановые элемен­ты — нептуний (Np, в честь планеты Нептун) и плутоний (Pu, в честь пла­неты Плутон) образуются при b-распаде ядер урана. Для синтеза следую­щего элемента (№ 95) потребовалось использование более мощных потоков нейтронов, которыми бомбардирова­ли ядра нуклида ²³⁹Pu. Этот элемент получил название «америций» (Am).