유기 (有機) 화학
탄소를 함유 주성분으로 함 (organic)
생활기능 및 생활력을 가지고 있음.
유기화학은 탄소화합물의 화학이다.
유기화학이라는 용어가 처음으로 사용된 것은 1808년 스웨덴의 화학자인 J. J. Berzelius이었다. 18세기 말과 19세기 초에 걸쳐 동물과 식물로부터 많은 화합물이 분리되고 그 구조가 확인되었다. 그러면서 이들 화합물이 광물에서 분리된 것들과는 다른 성질을 가진다는 것을 알게되었다. 특히 이들은 연소되는 성질을 가지고, 섭씨 200-300도 이하의 온도에서 녹거나 분해되며, 주로 탄소, 수소, 산소, 질소와 같은 가벼운 원소들이 서로 다양한 방식으로 연결되면서 분자적인 틀을 구성하고 있다.
오랫동안 유기물은 생명이 지닌 특별한 생명력 (vital force)에 의해서만 만들어진다는 생각이 지배적이었다. 그러나 1828년 독일 화학자인 뵐러 (Freidrich Wohler)는 우연히 요소 (urea, (NH2)2CO)를 무기물로부터 합성하게 되었다. 이로서 유기물에 대한 vital force의 개념은 사라지고, 유기물의 합성에 대한 연구가 본격적인 이루어지게 되어 현재 유기화학의 산물은 우리 주변에 널려 있다.
유기화학에서 하는 일은 무엇인가?
유기화학에서는 구조를 결정하고, 유기물을 합성하며, 반응기작을 연구한다.
구조결정: 유기물은 몇가지 원자들이 다양한 방식으로 연결되어 있다. 이들 원자들의 삼차원적인 배열상태를 알아내는 것을 구조를 결정한다고 한다. 어떤 유기물의 물리화학적 특성은 원자들의 배열상태에서 비롯되는 것이기 때문에 구조를 이해하는 것은 가장 중요한 일이다. 구조를 결정하기 위해서는 화학분석과 질량분석을 통해 조성과 분자량을 알아내거나 분광광도계를 이용하여 원자들간의 배열 상태, 더나아가 원자간의 각도와 거리 등을 알아낼 수 있다. 이런 물리적인 방법이외에도 화학반응을 통해 어떤 작용기들이 존재하는지도 알아낸다.
유기물합성: 유기물을 합성하는 것은 천연물의 구조을 증명하고 보다 낮은 비용으로 널리 사용될 수 있도록하기 위한 것이다. 비타민, 염료, 아미노산 등은 처음에는 천연물에서 분리되었으나 이제는 산업적으로 합성되고 있다. 유기합성에서는 또한 천연물보다 나은 특성을 가지는 유기물들을 만들어내고 있다. 이들이 바로 천염섬유, 합성염료, 약품, 제초제 등이다.
반응기작: 유기물을 분해하거나 합성하려면 반응기작 (reaction mechanism)을 이해해야만 한다. 반응기작이란 어떻게 반응물들이 생성물로 전환되는지, 두 개의 반응물이 접근하여 상호작용하는 방식, 결합을 끊거나 붙이는데 요구되는 에너지, 용매나 반응물들의 구조가 반응속도에 미치는 영향 등을 말한다. 이것들을 이해한다면 합성목적에 부합되는 보다 좋은 실험조건을 고안할 수 있다.