Жанр: Энциклопедия
СТО ВЕЛИКИХ ученых
...ского строения органических веществ: его доклад вызвал небывалый интерес.
280
Каждый химический атом, входящий в состав тела, участвует в его
образовании и действует с определенными силами. Эти силы влияют на
окружающие его атомы, вследствие чего последние связываются в химическую частицу молекулу. Распределение действия этих сил, ведущее к
связи атомов в определенном порядке, я называю химическим строением.
Отсюда следует, что химическая природа сложных частиц определяется
природой элементарных ее составных частей, их количеством и химическим строением
.
Термин
химическое строение
встречался в литературе и до Бутлерова, но он переосмыслил его и применил для определения нового понятия
о порядке межатомных связей в молекулах. Теория химического строения
служит теперь принципиальной основой всех без исключения современных разделов синтетической химии; категориями структурной химии мыслят, создают новые производства, конструируют все инженеры и техники.
Итак, теория заявила свое право на существование. Она требовала
дальнейшего развития, и где же, как не в Казани, следовало этим заниматься, ведь там родилась новая теория, там работал ее создатель Для
Бутлерова ректорские обязанности оказались тяжким и непосильным бременем. Он несколько раз просил освободить его от этой должности, но все
его просьбы оставались неудовлетворенными. Заботы не покидали его и
дома. Только в саду, занимаясь любимыми цветами, он забывал тревоги и
неурядицы прошедшего дня. Он не уставал любоваться камелиями и розами, выращенными собственными руками. Часто вместе с ним в саду работал его сын Миша; Александр Михайлович расспрашивал мальчика о событиях в школе, рассказывал любопытные подробности о цветах.
Наступил 1863 год — самый счастливый год в жизни великого ученого. Бутлеров был на правильном пути. Действуя диметилцинком на хлористый ацетил, ему удалось впервые в истории химии получить самый простой третичный спирт — третичный бутиловый спирт, или триметилкарбинол. Вскоре после этого в литературе появились сообщения об успешно
проведенном синтезе первичного и вторичного бутиловых спиртов.
Ученым был известен изобутиловый спирт еще с 1852 года, когда он
был впервые выделен из природного растительного масла. Теперь уже ни
о каком споре и речи быть не могло, так как существовало четыре различных бутиловых спирта, и все они — изомеры.
Какой это был триумф структурной теории! И как счастлив был ее
автор. Триумфом теории химического строения органических соединений
Бутлерова явилось правильное объяснение на основе этой теории явлений
изомерии. В статье
О различных способах объяснения некоторых случаев
изомерии
, опубликованной в 1863 году на немецком и в 1864 году на
французском языках, Бутлеров сделал вывод:
Если при одинаковом составе вещества отличаются свойствами, то они должны также отличаться
и своим химическим строением
. Лучшим подтверждением учения Бутле
дЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ БУТЛЕРОВ 281
рова об изомерии послужил синтез теоретически предсказанных изомеров
изобутана и изобутилена.
В 1862—1865 годах Бутлеров высказал основное положение теории
обратимой изомеризации таутомерии, механизм которой, по Бутлерову,
заключается в расщеплении молекул одного строения и соединении их
остатков с образованием молекул другого строения. Это была гениальная
мысль. Великий ученый утверждал необходимость динамического подхода к химическим процессам, то есть необходимость рассматривать их как
равновесные. Приоритет Бутлерова как автора теории таутомерии не отрицал даже немецкий химик Петер Лаар, введший в оборот термин
таутомерия
.
Успех принес ученому уверенность, но в то же время поставил перед
ним новую, более трудную задачу. Необходимо было применить структурную теорию ко всем реакциям и соединениям органической химии, а главное, написать новый учебник по органической химии, где все явления
рассматривались бы с точки зрения новой теории строения.
Бутлеров работал над учебником почти два года без перерыва. Книга
Введение к полному изучению органической химии
вышла из печати
тремя выпусками в 1864—1866 годах. Она не шла ни в какое сравнение ни
с одним из известных тогда учебников. Этот вдохновенный труд был откровением Бутлерова — химика, экспериментатора и философа, перестроившего весь накопленный наукой материал по новому принципу, по принципу химического строения.
Книга вызвала настоящую революцию в химической науке. Уже в
1867 году началась работа по ее переводу и изданию на немецком языке.
Вскоре после этого вышли издания почти на всех основных европейских
языках. По словам немецкого исследователя Виктора Мейера, она стала
путеводной звездой в громадном большинстве исследований в области
органической химии
.
С тех пор как Александр Михайлович закончил работу над учебником,
он все чаще проводил время в Бутлеровке. Даже во время учебного года
семья по нескольку раз в неделю наезжала в деревню. Младший сын,
двухлетний Володя, целыми днями играл на лугу возле дома. Бутлеров
чувствовал здесь себя свободным от забот и целиком отдавался любимым
увлечениям: цветам и коллекциям насекомых.
Теперь Бутлеров меньше работал в лаборатории, но внимательно следил за новыми открытиями. Весной 1868 года по инициативе знаменитого
химика Менделеева Александра Михайловича пригласили в Петербургский университет, где он начал читать лекции и получил возможность
организовать собственную химическую лабораторию. Бутлеров разработал новую методику обучения студентов, предложив ныне повсеместно
принятый лабораторный практикум, в котором студенты обучались приемам работы с разнообразной химической аппаратурой.
В своих исследованиях Бутлеров продолжал развивать структурную
теорию. Он задался целью доказать, что разветвленную и прямую углеродные цепи могут иметь все типы органических соединений. Это вытекало
непосредственно из теории, но теоретические положения надо было доказать на практике. Разве нельзя получить углеводород, например бутан,
четыре углеродных атома которого были бы связаны друг с другом не
последовательно, а так, как они связаны в триметил-карбиноле? Но чтобы
найти правильный метод его синтеза, требовалось множество опытов.
И вот, наконец, усилия Бутлерова увенчались успехом. В большой
колбе был долгожданный изобутилен. Доказано существование разветвленной цепи углеводородов!
Одновременно с научной деятельностью Бутлеров активно включается и в общественную жизнь Петербурга. В то время прогрессивную общественность особенно волновал вопрос об образовании женщин. Женщины должны иметь свободный доступ к высшему образованию! Были организованы Высшие женские курсы при Медико-хирургической академии,
начались занятия и на Бестужевских женских курсах, где Бутлеров читал
лекции по химии.
Многосторонняя научная деятельность Бутлерова нашла признание
Академии наук. В 1871 году его избрали экстраординарным академиком, а
три года спустя — ординарным академиком, что давало право получить
квартиру в здании Академии. Там жил и Николай Николаевич Зинин.
Близкое соседство еще больше укрепило давнюю дружбу.
Годы шли неумолимо. Работа со студентами стала для него слишком
тяжела, и Бутлеров решил покинуть университет. Прощальную лекцию он
прочитал 4 апреля 1880 года перед студентами второго курса. Они встретили сообщение об уходе любимого профессора с глубоким огорчением.
Ученый совет принял решение просить Бутлерова остаться и избрал его
еще на пять лет.
Ученый решил ограничить свою деятельность в университете лишь
чтением основного курса. И все-таки несколько раз в неделю появлялся в
лаборатории и руководил работой.
Через всю жизнь Бутлеров пронес еще одну страсть — пчеловодство.
В своем имении он организовал образцовую пасеку, а в последние годы
жизни настоящую школу для крестьян-пчеловодов. Своей книгой
Пчела,
ее жизнь и правила толкового пчеловодства
Бутлеров гордился едва ли не
больше, чем научными работами.
Бутлеров считал, что настоящий ученый должен быть и популяризатором своей науки. Параллельно с научными статьями он выпускал общедоступные брошюры, в которых ярко и красочно рассказывал о своих открытиях. Последнюю из них он закончил всего за полгода до смерти.
Умер ученый от закупорки кровеносных сосудов 5 августа 1886 года.
АВГУСТ КЕКУЛЕ
(1829—1896)
Август Кекуле родился 7 сентября 1829 года в Германии. Мальчик
оказался поразительно одаренным. Еще в школе он мог свободно говорить на четырех языках, обладал литературными способностями. По проекту гимназиста Кекуле было построено три дома! Однако за несколько
недель до окончания Августом школы умер отец. После смерти отца вопрос об овладении доходной профессией встал с особой остротой. По совету родных Август уехал в Гиссен, где уже год учился в университете его
брат Эмиль.
В университете Август стал изучать геометрию, математику, черчение,
рисование. Он обладал необыкновенным даром красноречия, умел увлекательно рассказывать, умел тактично дать нужный совет и вскоре стал
всеобщим любимцем.
В университете Август впервые услышал имя Юстуса Либиха Студенты произносили его почтительно, с восторгом. Август Кекуле решил посещать лекции прославленного ученого, хотя и не интересовался химией.
Весной 1848 года Кекуле впервые вошел в лабораторию Либиха. Профессор с мировым именем произвел на него неизгладимое впечатление.
Уже после первой лекции Август решил, что будет постоянно ходить на
занятия Либиха, и с каждым днем химия увлекала его все больше и больше. Вскоре, забросив архитектуру, он твердо решил, что будет заниматься
химией.
Но, приехав на летние каникулы, по настоянию родных, Август был
вынужден остаться в Дармштадте и поступить в Высшее ремесленное
Училище. И все же, убедившись, что Август не намерен отказаться от
своего выбора, родные согласились отпустить его снова в Гиссен. Весной 1849 года он продолжил свои занятия по аналитической химии.
Его первая научная работа об амилсерной кислоте получила высокую
оценку профессора Билля. За нее в июне 1852 года Ученый совет университета присудил Кекуле степень доктора химии.
После окончания университета молодой ученый некоторое время работал в Швейцарии у Адольфа фон Планта, а затем переехал в Лондон, где
ему рекомендовали лабораторию Джона Стенхауза.
Многочисленные и продолжительные анализы утомляли его и докучали своим однообразием. Удовлетворение после напряженного дня он находил в вечерних беседах с коллегами-соотечественниками. Теоретические и философские проблемы органической химии были основным предметом их суждений. Такие понятия, как
соединительный вес
,
атомный
вес
,
молекула
, вызывали еще много споров. Теория типов, созданная
Жераром, доказывала, что замещение одного элемента другим имеет место и в тех случаях, когда в реакции участвует элемент, весовое количество
которого в два, три или четыре раза больше соединительного веса. Франкланд ввел понятие
атомность
, то, что теперь называется валентностью.
Идеи Франкланда развил Уильям Одлинг, предложивший валентность
элементов обозначать черточкой у химического символа.
Вопрос о валентности чрезвычайно занимал Кекуле, и в его сознании
постепенно назревали идеи экспериментальной проверки некоторых теоретических положений, которые он решил изложить в статье. В ней Кекуле сделал попытку обобщить и расширить теорию типов, разработанную
Жераром. Кекуле сравнивал свои выводы с главными положениями теории Одлинга. Понятие
валентность
атомов можно использовать как основу новой теории! Атомы соединяются по какой-то простой закономерности. Он представил себе атомы элементов в виде маленьких сфер, которые отличаются друг от друга только по величине.
К сожалению, напряженная и утомительная работа в лаборатории
Стенхауза заполняла почти все время, и Кекуле не имел возможности
обдумать и проверить опытным путем мысли, которые не давали ему покоя. Нужно было искать другую работу. Весной 1855 года Кекуле покинул
Англию и вернулся в Дармштадт. Он посетил университеты Берлина, Гиссена, Геттингена и Гейдельберга, но вакантных мест там не было. Тогда
он решил просить разрешения определиться в качестве приват-доцента в
Гейдельберге. Роберт Бунзен, профессор химии Гейдельбергского университета, одобрил эту идею. По его мнению, лекции Кекуле должны
были привлечь слушателей, так как многие студенты интересовались органической химией. Получив разрешение, ученый снял помещение в большом трехэтажном доме, принадлежавшем торговцу мукой. Одну комнату
отвел под аудиторию, а в другой устроил лабораторию. Места было мало,
в лаборатории поместилось всего лишь два рабочих стола, но Кекуле был
доволен.
АВГУСТ КЕКУЛЕ 285
Вначале лекции Кекуле по органической химии посещали только шесть
человек, но постепенно аудитория заполнилась, и доходы Кекуле возросли — каждый слушатель вносил определенную сумму.
Теперь Кекуле все свободное время мог посвятить исследовательской
работе. Свое внимание он сосредоточил на гремучей кислоте и ее солях,
строение которых оставалось еще не выясненным.
Ему удалось расширить и дополнить теорию типов. К основным Кекуле добавил еще один — тип метана. Свои выводы он изложил в статье
О конституции гремучей ртути
. Увы, ученый не располагал средствами, чтобы снова приняться за опыты с гремучей кислотой. Он решил
вплотную заняться теоретическими проблемами. В статье
О теории многоатомных радикалов
Кекуле сформулировал основные положения своей
теории валентности. Он обобщил выводы Франкланда, Уильямсона, Одлинга и разработал вопрос о соединительной способности атомов. Число
атомов одного элемента, связанных с одним атомом другого элемента,
зависит от валентности, то есть от величины сродства составных частей. В
этом смысле элементы делятся на три группы: одновалентные, двухвалентные и трехвалентные.
В этой же статье Кекуле отмечал, что углерод занимает особое место
среди всех элементов. В органических соединениях его валентность равна
четырем, так как он соединяется с четырьмя эквивалентами водорода или
хлора. Таким образом, органические соединения углерода требуют особого изучения.
В статье
О составе и превращениях химических соединений и о химической природе углерода
Кекуле обосновал четырехвалентность углерода в органических соединениях. Он также отмечал, что попытка Жерара
подвести все химические реакции под один общий принцип — двойной
обмен — не оправдана, так как существуют реакции прямого соединения
нескольких молекул в одну.
Рассматривая состав органических радикалов в новом свете, он писал:
Относительно веществ, содержащих несколько атомов углерода, нужно
принять, что атомы других элементов задерживаются в органическом соединении за счет сродства (валентности) углерода; сами углеродные атомы также соединяются друг с другом, причем часть сродства (валентности) одного углеродного атома насыщается таким же количеством сродства
(валентности) другого углеродного атома
.
Это были совершенно новые идеи, идеи об углеродных цепях. Это
была революция в теории органических соединений. Это были первые
шаги в теории структуры органических соединений.
А.М. Бутлеров благодаря критическому разбору работ Кекуле и Купера сумел заложить основные положения теории химического строения
органических соединений, которая была создана русским ученым спустя
несколько лет.
Весной 1858 года умер Жозеф Мореска, преподаватель химии Гентского университета (Голландия). Было решено пригласить на вакантную
должность химика из Германии. В конце 1858 года Кекуле вместе со своим помощником Адольфом Байером уехал в Гент.
Здесь ученый продолжил исследовательскую работу. Его по-прежнему
занимал вопрос об углеродных цепях. Он считал, что при химических
реакциях углеродная цепь остается неизменной. Настало время доказать
это опытным путем. Постепенно набирая факты, он подтвердил свою точку зрения.
Во время строительства химической лаборатории в Генте, Кекуле познакомился с директором завода светильного газа. Господин Дрори, англичанин по происхождению, лично руководил монтажными работами. Он
часто заходил к Кекуле отвести душу — поговорить с ним на родном языке, а ученый владел английским в совершенстве. Постепенно он сблизился с семьей директора. Дочь директора, красавица Стефания, завладела
сердцем Августа.
Девушка получила прекрасное образование. Красота ее нежного, тонкого лица, гибкий и острый ум покорили Кекуле. Молодые люди полюбили друг друга с первого взгляда. Господин Дрори благосклонно отнесся к
предложению Кекуле, но посоветовал отложить свадьбу на лето следующего года, чтобы молодожены смогли во время летнего отпуска Кекуле совершить свадебное путешествие. Кроме того, в ближайшее время Кекуле должен был ехать на съезд естествоиспытателей в Шпейер.
На одном из заседаний этого съезда 19 сентября 1861 года Бутлеров
выступил с докладом
О химическом строении веществ
. Кекуле весьма
скептически отнесся к новым структурным формулам, которые, по мнению Бутлерова, выражали не только расположение атомов в молекуле, но
и показывали, каково их взаимное влияние. Разочаровавшись в теории
типов, Кекуле не принимал и новую теорию Бутлерова
Вернувшись в Гент, он продолжил исследования Фурмановой и малеиновых кислот. Не было сомнений, что эти кислоты — изомерные соединения. Но как объяснить их изомерию. Немало бессонных ночей провел
ученый, но объяснения найти пока не мог.
Разрядкой огромного душевного напряжения явилась долгожданная
свадьба, которая состоялась летом 1862 года. Сколько радости и счастья
принесла ему Стефания! Силы его будто удвоились — вернувшись из свадебного путешествия, он работал с еще большим энтузиазмом: проводил
опыты с ненасыщенными кислотами, заканчивал рукопись учебника органической химии. Но этот счастливый период оказался недолгим: грядущее материнство Стефании принесло тревогу за ее здоровье. Кекуле был
очень обеспокоен состоянием жены. И самые худшие опасения подтвердились — рождение сына стоило жизни матери. Кекуле был безутешен в
горе.
АВГУСТ КЕКУЛЕ 287
Кекуле в поиске утешения в работе принялся за изучение структуры
бензола и его производных. Атомы в молекуле взаимно влияют друг на
друга, и свойства молекулы зависят от расположения атомов. Кекуле представлял себе углеродные цепи в виде змей. Они извивались, принимали
самые различные положения, отдавали или присоединяли атомы, превращаясь в новые соединения. Он был близок к разгадке, и все-таки представить структуру бензола ему не удавалось. Как расположены шесть углеродных и шесть водородных атомов в его молекуле? Кекуле делал десятки
предположений, но, поразмыслив, отбрасывал.
Есть несколько версий, как открыл Кекуле формулу бензола. По одной из них она ему приснилась. Проснувшись, ученый поспешно набросал на листке бумаги новую форму цепи. Так появилась первая кольцевая
формула бензола...
Идея бензольного кольца дала новый толчок для экспериментальных
и теоретических исследований. Статью
О строении ароматических соединений
Кекуле послал Вюрцу, который представил ее Парижской академии наук. Статья была напечатана в
Бюллетене Академии
в январе
1865 года. Наука обогатилась еще одной новой, исключительно плодотворной теорией строения ароматических соединений.
Дальнейшие исследования в этой области привели к открытию различных изомерных соединений, многие ученые стали проводить опыты
по выяснению строения ароматических веществ, предлагали другие формулы бензола... Но теория Кекуле оказалась наиболее правомерной и вскоре
утвердилась повсеместно. На основе своей теории Кекуле предсказал возможность существования трех изомерных соединений (орто, мета и пара)
при наличии двух заместителей в бензольном кольце. Перед учеными открылось еще одно поле деятельности, появилась возможность синтеза новых
веществ.
В 1867 году Кекуле был назначен директором нового химического
института Боннского университета. В лаборатории вместе с Кекуле работали О. Баллах, Л. Кляйзен, Г. Шультц, Р. Аншютц и другие. Многие из
них впоследствии стали известными учеными.
Слава Кекуле как одного из самых выдающихся ученых была общепризнанной. Его избрали почетным членом многие академии мира, с его
мнением считались не только ученые, но и промышленники.
До самого преклонного возраста Кекуле продолжал работать с неослабевающей энергией: проводил опыты, читал доклады.
Весной 1896 года в Берлине вспыхнула эпидемия гриппа. Болезнь
сильно подорвала здоровье Кекуле, давно страдавшего хроническим бронхитом. 13 июня 1896 года великий ученый скончался.
ИВАН МИХАЙЛОВИЧ СЕЧЕНОВ
(1829—1905)
Вклад этого ученого в науку метко охарактеризовал И.П. Павлов, назвавший Сеченова
отцом русской физиологии
. Действительно, с его
именем физиология не только вошла в мировую науку, но и заняла в ней
одно из ведущих мест.
Иван Михайлович Сеченов родился 13 августа 1829 года в селе Теплый Стан Курмышского уезда Симбирской губернии. Его отец, Михаил
Алексеевич, в молодости был военным, служил в Преображенском гвардейском полку, но затем вышел в отставку в чине секунд-майора и поселился в деревне. Мать, Анисья Егоровна, была крестьянкой, которую только
замужество (она вышла замуж за своего барина) освободило от крепостной зависимости.
Детство будущего ученого-физиолога прошло в деревне, до четырнадцати лет он не покидал Теплого Стана. После смерти отца материальное
положение семьи ухудшилось, и мальчику пришлось азы науки познавать
дома.
Затем Ивана определили в военное училище с тем, чтобы он стал учиться на инженера. В 1843 году Иван отправился в Петербург, где за несколько месяцев он подготовился и успешно сдал вступительные экзамены в
Главное инженерное училище.
Однако Сеченов не ладил с начальством и не был допущен в старший
класс училища, чтобы стать военным инженером. В чине прапорщика он
был выпущен и направлен в обычный саперный батальон. Через два года
Сеченов подал в отставку, ушел с военной службы и поступил на медицинский факультет Московского университета.
ИВАН МИХАЙЛОВИЧ СЕЧЕНОВ 289
Вдумчивый и старательный студент, Сеченов поначалу учился очень
прилежно. Интересно, что на младших курсах он мечтал, по его собственному признанию, не о физиологии, а о сравнительной анатомии.
На старших курсах после знакомства с главными медицинскими предметами Сеченов разочаровался в медицине того времени.
Виной моей измены медицине, — писал он впоследствии, — было
то, что я не нашел в ней, чего ожидал — вместо теорий голый эмпиризм...
Болезни, по их загадочности, не возбуждали во мне ни малейшего интереса, так как ключа к пониманию их смысла не было...
Сеченов увлекся психологией и философией. В эти годы Сеченов вошел в кружок прогрессивной московской молодежи, группировавшейся
вокруг известного писателя Аполлона Григорьева.
Жил Сеченов в студенческие годы очень скромно — снимал небольшие комнатки. Денег, которые присылала ему из деревни мать, едва хватало на пропитание, а ведь нужно было еще вносить плату за обучение.
На старших курсах, окончательно убедившись, что медицина — это
не его призвание, Сеченов стал мечтать о физиологии. Окончив курс обучения, Сеченов, в числе трех наиболее способных студентов, сдавал не
обычные лекарские, а более сложные — докторские экзамены. Успешно
выдержав их, он получил право готовить и защищать докторскую диссертацию.
После успешной защиты Сеченов отправился за границу
с твердым
намерением заниматься физиологией
. С этого времени физиология стала делом всей его жизни. Начиная с 1856 года он несколько лет проводит
за границей, работая у крупнейших физиологов Европы — Гельмгольца,
Дюбуа- Реймона, Бернара. Там же он пишет докторскую диссертацию
Материалы к физиологии алкогольного опьянения
, опыты для которой
ставит на себе!
Возвратившись в Россию после защиты диссертации 8 марта 1860 года,
он становится профессором Петербургской медицинской академии. Уже
первые лекции тридцатилетнего профессора физиологии привлекли всеобщий интерес. Его выступления отличались не только и не столько простотой и наглядностью изложения, сколько новизной, необычностью содержания, насыщенностью, фактами последних достижений науки. Сеченовские лекции по электрофизиологии вызвали такой широкий интерес,
что редакция
Военно-медицинского журнала
решила опубликовать их.
С самого начала работы на кафедре физиологии Сеченов возобновил
интенсивные научные исследования.
Лабораторию мне дали в нижнем этаже надворного флигеля, рядом с
анатомическим театром, — вспоминал Сеченов. — Она состояла из двух
больших комнат, служивших некогда химической лабораторией
.
В этих-то невзрачных комнатах с ледяным погребом под ногами были
выполнены замечательные исследования по физиологии нервной систе
мы — исследования, сделавшие имя Сеченова знаменем прогрессивного
русского естествознания.
Уже первые научные труды Сеченова, выполненные в то время, и его
лекции по электрофизиологии, удостоенные высшей награды Академии
наук, ясно показали, что в русскую науку вошел большой, самобытный
талант. И отнюдь не случайно группа ученых решила выдвинуть Ивана
Михайловича в действительные члены Академии наук.
Осенью 1861 года Сеченов познакомился с Марией Александровной
Боковой и ее подругой Н.П. Сусловой. Обе молодые женщины хотели
получить высшее образование, стать врачами. Но поступить в университет
они не могли — в то время в России путь к высшему образованию для
женщин был закрыт. Тогда Бокова и Суслова стали посещать в качестве
вольнослушательниц лекции в Медико-хирургической академии и, не взирая на трудности, изучать медицину.
Сеченов горячо сочувствовал стремлению русских женщин к высшему
обр
...Закладка в соц.сетях
