Kuidas 19. sajandil muutsid teadlased arusaamu orgaanilisest keemiast. (0)

Kuidas XIX sajandi jooksul muutsid teadlased arusaamu orgaanilise keemia olemusest?
Orgaaniline keemia on noor teadusharu, iseseisva teadusharuna kujunes see välja alles 19. sajandil. Küll aga ulatuvad orgaanilise keemia algus kaugesse aega inimkonna ajaloos. Juba esimesed inimesed puutusid kokku orgaaniliste ainetega ja nende reaktsioonidega, ehkki nad ise sellest teadlikud polnud. Valmistati toitu, töödeldi loomanahku, saadi taimedest värvaineid – need kõik protsessid on osa orgaanilisest keemiast, mida siis veel määratletud poldud.
Ajapikku hakati meie jaoks tuntud orgaanilist keemiat kutsuma elusorganismidest pärinevate ainete keemiaks. See orgaanilise keemia definitsioon ei erine palju tänapäevasest, kuid erinevuse tekitas see, et usuti kindlalt, et orgaanilisi ühendeid ei ole võimalik laboratoorselt valmistada, vaid need tekivad vaid organismides erilise elujõu ehk vis vitalis mõjul.
18. ja 19. sajandi keemiaõpikud koosnesid peamiselt ainete loeteludest ja nende kirjeldustest. 1808 aastal nimetas rootsi keemik Jakob Berzelius orgaanilisi aineid käsitleva valdkonna orgaaniliseks keemiaks. Ta andis välja õpiku, milles oli eraldi peatükk orgaanilise keemia kohta. Siiski polnud see peatükk midagi alustpanevat, sest autor oli vitalismi toetaja ja väitis kindlalt, et orgaanilisi aineid saab ainult organismidest.
Ma arvan, et orgaanilise keemia väljakujunemist takistaski enim see, et oldi veendunud vis vitalise olemasolus, ilma et selle kohta teaduslikke tõendeid esitatud või otsitud oleks. Revolutsioon toimus kakskümmend aastat hiljem, 1828. aastal kui Berliini Ülikooli professor Friedrich Wöhler, kes oli Berzeliuse suur sõber, endalegi ootamatult pliitsüaniidi kuumutamisel ammoniaagiga karbamiidi ehk kusiaine sai. See saavutus andis tugeva hoobi vitalismile, kuid seda inimestes kinnistunud seisukohta oli raske muuta. Alles 19. sajandi keskel lükati see täielikult ümber, peale seda kui Nikolai Zinin oli sünteesinud aniliini ja Hermann Kolbe koostöös Edward Franklandiga sai hakkama äädikhappe sünteesimisega.
Peale vitalismi ümberlükkamist hakkas orgaaniline keemia teadusharuna arenema väga kiiresti. Tekkis ka mitu uut orgaanilise keemia definitsiooni, neist tuntuim Carl Schorlemmeri määratlus aastast 1889: „Orgaaniline keemia on süsivesinike ja nende derivaatide keemia“. Peagi ei peetud orgaanilise ja anorgaanilise keemia eraldamist enam nii tähtsaks, sest samad seaduspärasused kehtivad mõlemas valdkonnas.
On teada, et süsinikeühendid moodustavad ligikaudu 95% kogu keemilistest elementidest, seega ei tohiks nende tähtsust alahinnata. Süsiniku võime moodustada pikki ahelaid on põhjus, miks süsinikust koosnevaid aineid nii palju on. Pealegi on peaaegu kõigil ühenditel veel tohutult palju isomeere - ühendeid, millel on sama koostis, kuid erinev ülesehitus, ning see teeb ainete nimetamise päris keeruliseks. Kui teadlased 19. sajandi lõpul juba päris keerulisi orgaanilisi ühendeid sünteesisid, tekkis vajadus ka nomenklatuuri järele, mis võimaldaks anda nime neile tekkinud ühenditele.
Ma arvan, et orgaanilise keemia kiire areng XIX sajandil toimus ka tänu muude teadusalade samaaegsele arengule - eelkõige näen ma seoseid füüsika ja bioloogiaga. Näiteks kui John Dalton 1808 aastal oma raamatus hüpoteesi esitas, millega väitis, et igale keemilise elemendile vastab jagamatu osake ehk aatom , tõi see kaasa palju uusi avastusi nii keemia kui füüsika valdkonnas. Uued ja täiuslikumad aatomimudelid aitasid paremini mõista keemiliste reaktsioonide toimimist ja süsinikühendite tekkimist ja püsimist.
Orgaaniline keemia tegeleb eelkõige suure hulga süsiniku ja vesiniku ühenditega, mis paneb mind mõtlema, miks Mendelejevi tabelis on sellised erakordsete omadustega ained tänu millele meile tuntud maailm on just niisugune nagu see on, ning tänu millele on võimalikud meile tuntud eluvormid ja ka meie ise. Milline oleks meie maailm siis, kui oleks olemas veel mõni süsinikutaoline ühend, mis suudaks luua pikki ja püsivaid ahelaid? Näiteks räni, mis on väga sarnane süsinikule, kuid väikesed erinevused elektronkihtides muudavad ta ahelad ebapüsivaks. Aga võibolla mõnes teises keskkonnas oleksid räniühendid püsivamad ja oleks võimalik ka ’’ränipõhine orgaanika’’?
19. sajand tõi keemiasse palju uut, selleaegsete avastuste põhjal on orgaaniline keemia arenenud väga kaugele. Samas arvan ma, et me oleksime tänaseks teinud palju suuremaid avastusi, kui vitalism oleks ümberlükatud varem. Ma arvan, et teaduses ei tohiks olla milleski täiesti kindel, sest tihti on just need kinnistunud tõed suureks takistuseks millegi uue avastamisel.
On raske öelda, kas ka meil on olemas mõni ’’suur takistus’’, just nagu 19. sajandil oli selleks vis vitalis. Võibolla pakub orgaaniline keemia meile veel suuri üllatusi, midagi sellist, mida alati eitanud oleme või midagi hoopis kahe silmale vahele jäänut.
Elisabeth Parman
10.c