有機化學(xué) 又稱為碳化合物的化學(xué)，是研究有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備的學(xué)科，是化學(xué)中極重要的一個分支。含碳化合物被稱為有機化合物是因為以往的化學(xué)家們認為含碳物質(zhì)一定要由生物（有機體）才能制造；然而在1828年的時候，德國化學(xué)家弗里德里希·維勒，在實驗室中成功合成尿素（一種生物分子），自此以后有機化學(xué)便脫離傳統(tǒng)所定義的范圍，擴大為含碳物質(zhì)的化學(xué)。 “有機化學(xué)”（Organic Chemistry）這一名詞于1806年首次由貝采里烏斯提出。當時是作為“無機化學(xué)”的對立物而命名的。由于科學(xué)條件限制，有機化學(xué)研究的對象只能是從天然動植物有機體中提取的有機物。因而許多化學(xué)家都認為，在生物體內(nèi)由于存在所謂“生命力”，才能產(chǎn)生有機化合物，而在實驗室里是不能由無機化合物合成的。 1824年，德國化學(xué)家維勒從氰經(jīng)水解制得草酸；1828年他無意中用加熱的方法又使氰酸銨轉(zhuǎn)化為尿素。氰和氰酸銨都是無機化合物，而草酸和尿素都是有機化合物。維勒的實驗結(jié)果給予“生命力”學(xué)說第一次沖擊。此后，乙酸等有機化合物相繼由碳、氫等元素合成，“生命力”學(xué)說才逐漸被人們拋棄。 由于合成方法的改進和發(fā)展，越來越多的有機化合物不斷地在實驗室中合成出來，其中，絕大部分是在與生物體內(nèi)迥然不同的條件下合成出來的。“生命力”學(xué)說漸漸被拋棄了，“有機化學(xué)”這一名詞卻沿用至今。 有機化合物和無機化合物之間沒有絕對的分界。有機化學(xué)之所以成為化學(xué)中的一個獨立學(xué)科，是因為有機化合物確有其內(nèi)在的聯(lián)系和特性。 位于周期表當中的碳元素，一般是通過與別的元素的原子共用外層電子而達到穩(wěn)定的電子構(gòu)型的（即形成共價鍵）。這種共價鍵的結(jié)合方式?jīng)Q定了有機化合物的特性。大多數(shù)有機化合物由碳、氫、氮、氧幾種元素構(gòu)成，少數(shù)還含有鹵素和硫、磷、氮等元素。因而大多數(shù)有機化合物具有熔點較低、可以燃燒、易溶于有機溶劑等性質(zhì)，這與無機化合物的性質(zhì)有很大不同。 在含多個碳原子的有機化合物分子中，碳原子互相結(jié)合形成分子的骨架，別的元素的原子就連接在該骨架上。在元素周期表中，沒有一種別的元素能像碳那樣以多種方式彼此牢固地結(jié)合。由碳原子形成的分子骨架有多種形式，有直鏈、支鏈、環(huán)狀等。 在有機化學(xué)發(fā)展的初期，有機化學(xué)工業(yè)的主要原料是動、植物體，有機化學(xué)主要研究從動、植物體中分離有機化合物。 19世紀中到20世紀初，有機化學(xué)工業(yè)逐漸變?yōu)橐悦航褂蜑橹饕稀：铣扇玖系陌l(fā)現(xiàn)，使染料、制藥工業(yè)蓬勃發(fā)展，推動了對芳香族化合物和雜環(huán)化合物的研究。30年代以后，以乙烯為原料的有機合成興起。40年代前后，有機化學(xué)工業(yè)的原料又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐允秃吞烊粴鉃橹鳎l(fā)展了合成橡膠、合成塑料和合成纖維工業(yè)。由于石油資源將日趨枯竭，以煤為原料的有機化學(xué)工業(yè)必將重新發(fā)展。當然，天然的動、植物和微生物體仍是重要的研究對象。 有機化學(xué)研究手段的發(fā)展經(jīng)歷了從手工操作到自動化、計算機化，從常量到超微量的過程。 20世紀40年代前，用傳統(tǒng)的蒸餾、結(jié)晶、升華等方法來純化產(chǎn)品，用化學(xué)降解和衍生物制備的方法測定結(jié)構(gòu)。后來，各種色譜法、電泳技術(shù)的應(yīng)用，特別是高壓液相色譜的應(yīng)用改變了分離技術(shù)的面貌。各種光譜、能譜技術(shù)的使用，使有機化學(xué)家能夠研究分子內(nèi)部的運動，使結(jié)構(gòu)測定手段發(fā)生了革命性的變化。 電子計算機的引入，使有機化合物的分離、分析方法向自動化、超微量化方向又前進了一大步。帶傅里葉變換技術(shù)的核磁共振譜和紅外光譜又為反應(yīng)動力學(xué)、反應(yīng)機理的研究提供了新的手段。這些儀器和x射線結(jié)構(gòu)分析、電子衍射光譜分析，已能測定微克級樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)。用電子計算機設(shè)計合成路線的研究也已取得某些進展。 未來有機化學(xué)的發(fā)展首先是研究能源和資源的開發(fā)利用問題。迄今我們使用的大部分能源和資源，如煤、天然氣、石油、動植物和微生物，都是太陽能的化學(xué)貯存形式。今后一些學(xué)科的重要課題是更直接、更有效地利用太陽能。 對光合作用做更深入的研究和有效的利用，是植物生理學(xué)、生物化學(xué)和有機化學(xué)的共同課題。有機化學(xué)可以用光化學(xué)反應(yīng)生成高能有機化合物，加以貯存；必要時則利用其逆反應(yīng)，釋放出能量。另一個開發(fā)資源的目標是在有機金屬化合物的作用下固定二氧化碳，以產(chǎn)生無窮盡的有機化合物。這幾方面的研究均已取得一些初步結(jié)果。 其次是研究和開發(fā)新型有機催化劑，使它們能夠模擬酶的高速高效和溫和的反應(yīng)方式。這方面的研究已經(jīng)開始，今后會有更大的發(fā)展。 20世紀60年代末，開始了有機合成的計算機輔助設(shè)計研究。今后有機合成路線的設(shè)計、有機化合物結(jié)構(gòu)的測定等必將更趨系統(tǒng)化、邏輯化。

催化反應(yīng)是如何服務(wù)四大化學(xué)的？化合反應(yīng)，分解反應(yīng)，置換反應(yīng)，復(fù)分解反應(yīng)化合反應(yīng)：化合反應(yīng)指的是由兩種或兩種以上的物質(zhì)反應(yīng)生成一種新物質(zhì)的反應(yīng)。其中部分反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，部分為非氧化還原反應(yīng)。此外，化合反應(yīng)一般釋放出能量。可簡記為A+B=AB.分解反應(yīng)：由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其它的物質(zhì)的反應(yīng)叫分解反應(yīng)。簡稱一分為二，表示為AB=A+B。只有化合物才能發(fā)生分解反應(yīng)。置換反應(yīng)：一種單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成另外一種單質(zhì)和化合物的化學(xué)反應(yīng)，是化學(xué)中四大基本反應(yīng)類型之一，包括金屬與金屬鹽的反應(yīng)，金屬與酸的反應(yīng)等。可簡記為AB+C=A+CB.復(fù)分解反應(yīng)：由兩種化合物互相交換成分，生成另外兩種化合物的反應(yīng)。其實質(zhì)是：發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的兩種物質(zhì)在水溶液中相互交換離子，結(jié)合成難電離的物質(zhì)----沉淀、氣體、水，使溶液中離子濃度降低，化學(xué)反應(yīng)即向著離子濃度降低的方向進行。可簡記為AB+CD=AD+CB。催化反應(yīng)過程包括一下七個步驟：①原料分子自主氣流中向催化劑擴散；②接近催化劑的原料分子向微孔內(nèi)表面擴散；③靠近催化刑表面的原料分子被催化劑吸附；④被吸附的分子在催化劑的作用下進行化學(xué)反應(yīng)；⑤生成的產(chǎn)品分子從催化劑上脫附下來；⑥脫附下來的產(chǎn)品分子從微孔內(nèi)向外擴散；⑦產(chǎn)品分子從催化劑外表面再擴散到主氣流中.然后離開反應(yīng)器。

標簽：催化反應(yīng)四大