無機物和有機物
我們的周圍是一個巨大的物質世界,在這個世界中物質種類繁多,變化各異。人類本身也是物質世界的組成部分,每時每刻都在變化之中。
在茫茫的宇宙中,我們居住的這個星球,隻是滄海一粟,而在地球上,大到高山、海洋,小到細菌、微生物,無不由物質構成。化學就是研究物質及其變化的科學。遠古,人類學會用火的時候,就開始了化學活動,用火加工食物也伴隨有化學變化。燃燒就是化學變化。後來的冶金、燒製陶器,都是人們為了滿足生產、生活的需要而利用物質的變化,對物質進行加工。
人類對物質的認識,利用和改造物質,都要求對物質進行分類。世界上的物質真是太多太多了。分類也是件難事,化學家把一切物質劃分為兩大類:一類是無機物,如水、空氣、泥土、沙石、金、銀、鐵、銅、食、鹽、玻璃等;另一類是有機物,如糖、澱粉、油脂、棉花、紙、塑料等。最初人們根據來源進行分類。17世紀,法國化學家尼古拉·勒梅裏(NieolosLemervy)把天然產物分為3類:礦物、植物和動物。礦物如金屬、石、土,植物如樹膠、樹脂、果實、種子、花、蜜等,動物則包括動物體及其排泄物。這種分類方法很快得到公認。
後來,另一位法國化學家,拉瓦錫(A.L.Lavoisier,1743—1794年)通過燃燒實驗發現,植物物質和動物物質在組成上有相同屬性,而與礦物不同。於是,1807年瑞典化學家貝齊裏烏斯(Berzelius,1779—1848年)將植物物質和動物物質統稱為有機物,因為它們都來自有生命的機體,而把礦物質稱為無機物。換句話說,有機物是生命的產物,而無機物不是生命的產物。無機物可以從空氣、海洋、土地中取出,如沙子、水;而有機物隻有通過有生命的物體才能造出來,如糖來自種植的甘蔗、甜菜等,然後從中提取。把物質這樣分成無機物和有機物兩大類,在當時是分類的好方法。因為,有機物和無機物在性質上確實有很多不同之處。例如,一般的有機物(除少數例外)都可以燃燒,酒精、棉花、油脂易燃是人所共知的;但多數無機物則不能燃燒,像食鹽、石灰、燒堿。有機物一般熔點低,通常是氣體或液體,固體有機物熔點也多在400℃以下;而無機物則熔點較高。水是無機物,加熱沸騰變為水蒸氣,水蒸氣加熱到很高溫度也不會被破壞,冷卻以後還會成為水。但是,如果加熱花生油這種有機物,很快就會冒煙、燃燒,被破壞了。把糖加熱會變黑、燒焦,冷卻以後不能複原。但加熱食鹽,直到熔化,冷卻之後仍是食鹽。
當時,無機物和有機物還有一點區別,那就是人們可以用加熱或其他方法把有機物變為無機物,但卻沒有辦法使無機物變為有機物。一直到19世紀初,人們還不知道,使無機物變為有機物的方法。瑞典化學家貝齊裏烏斯認為,在生物界起支配作用的規律與在非生物界起支配作用的規律完全不同。在活的機體中,有一種神秘的“生命力”,植物物質和動物物質正是在這種生命力的作用下形成的。盡管這些有機物有時可以轉變為其他物質,但是沒有一種有機物能從無機物用人工方法製得。葡萄糖在植物中廣泛存在,經發酵可以變成乙醇(酒精),乙醇又可以變成乙醚、醋酸等有機物。但是,它們都不能用人工從無機物質中製造。這種“生命力”學說,在相當長的時間內起支配作用,阻止人們嚐試用無機物去製造有機物。直到1828年,出現了一個偉大的突變,那就是尿素的人工合成。
關於尿素