Зелинский
Шрифт:
Теперь уже он знал технику работы в совершенстве, все операции по перегонке, дистилляции, фильтрации проводил он исключительно четко. Помогала привитая бабушкой с детства любовь к аккуратности. Он не боялся затратить лишнее время, чтобы тщательно собрать прибор, пригнать пробки в перегонные колбы, проверить герметизацию. И поэтому всегда, на зависть другим студентам, опыты его удавались, выходы получаемых веществ были максимальными, чистота продуктов отличная. Так постепенно приходили мастерство, уверенность в своих силах.
Итак, Николай Зелинский решил посвятить себя работе в области органической химии.
Как самостоятельная наука органическая химия родилась всего на одно столетие раньше Зелинского. Считают, что впервые разделение на неорганическую
Но вот Вёлер в 1828 году доказал, что явление превращения неорганического тела в органическое, а именно — циановой кислоты в мочевину, может происходить не только в живом организме, но и в пробирке химика. Этим открытием был перекинут мост через пропасть, разделявшую две области химии.
Гипотеза «жизненной силы», однако, господствовала в умах химиков довольно долго. Еще в 1847 году Берцелиус поддерживал ее. Быстро следовавшие один за другим синтезы многих органических соединений опровергли, наконец, эти представления.
История развития теоретических взглядов в химии заинтересовала Зелинского; он все глубже входил в «дебри» органической химии, и теперь его уже не удовлетворяла только экспериментальная работа. С жадностью накинулся он на комплекты химических журналов прошлых лет (благо у Меликишвили были они собраны за многие годы); по ним молодой химик хотел проследить за развитием химии, за ходом мыслей своих предшественников и современников.
Первой значительной теорией в органической химии была «теория радикалов», возникшая в 30-х годах XIX столетия на основе трудов шведского химика Якоба Берцелиуса и немецких химиков Ю. Либиха и Ф. Вёлера. Эти ученые пришли к заключению, что органические вещества в отличие от неорганических, построенных из отдельных атомов, состоят из сложных атомных групп — радикалов. Радикалы очень прочны, неизменяемы в процессе реакций и существуют в свободном виде. Органическая химия стала определяться как химия сложных элементов-радикалов.
Вскоре, однако, французский химик Дюма доказал несостоятельность тезиса о неизменяемости радикалов. В противовес теории радикалов он выдвинул «теорию типов», позднее развитую французскими учеными Ш. Жераром и О. Лораном. Сопоставляя и группируя органические вещества по химическим свойствам, создатели теории типов предложили все органические соединения рассматривать как производные простейших неорганических веществ, образующиеся путем замещения в них атомов водорода на те или другие химические группы. В качестве основных типов были предложены водород, вода, хлористый водород и аммиак. Позднее к ним был добавлен метан (соединение водорода с углеродом). Теория типов учитывала состав соединения и придавала ему решающее значение в химическом поведении вещества. Эта теория давала возможность систематизировать органические соединения, но не ставила целью познать строение сложных органических молекул. Развивавший ее Жерар считал, что строение молекулы вообще непознаваемо, и химик может описать только «прошлое» и «будущее» молекулы, то есть из каких соединений произошло вещество и в какие соединения оно может быть превращено. Под химической формулой Жерар и его сторонники понимали лишь условный знак, при помощи которого выражалось не химическое строение, а метод получения данного вещества. Но так как методы получения одного и того же вещества могут быть разные, оно и записывалось химиками по-разному. Так, например, уже такое простое вещество, как уксусная кислота, имело 12 различных формул. В органической химии создавалось положение, при котором химики перестали понимать друг друга.
Вёлер
Структурная теория Бутлерова стала той «путеводной нитью», которая вывела химиков из этого «дремучего леса» и внесла великолепную четкость в представление о молекуле вещества.
Бутлеров выступил решительным противником взглядов о непознаваемости молекулы, он писал, что все данные химии говорят о реальном существовании атомов и молекул, что взаимоотношения их вполне реальны и определенны и молекула имеет вполне определенную структуру.
«Химическая натура сложной частички определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением». Под химическим строением он понимал последовательность химической связи атомов друг с другом в молекуле.
Предыдущие теории признавали, что любое изменение в составе молекулы ведет к коренному изменению всех ее свойств — появлению молекулы нового вещества. Бутлеров утверждал, что и всякое изменение в структуре молекулы также влечет за собой кардинальное изменение ее свойств. Бутлеровская теория строения, устанавливая связь между внутренним строением молекулы и его внешним проявлением в свойствах, давала возможность химикам впервые исследовать порядок, в котором атомы соединялись друг с другом. Благодаря этому ведущее место в химии получил синтез, причем синтез плановый, когда химик, имея перед собой структурную формулу данного соединения, стремится по этому плану построить само вещество.
В иностранной литературе часто создателем структурной теории называют французского химика А. Кекуле.
В 1864 году, после того как теория Бутлерова стала уже широко известна, Кекуле утверждал, что подобные взгляды он развивал с конца 50-х годов, между тем до 1865 года он не дал ни одного научного изложения своих взглядов в духе теории химического строения и не сделал ни одной экспериментальной работы с целью ее проверки. Первоначальные же представления Кекуле о строении молекулы были туманны и неясны. Вот как писал он об этом сам:
«В одно прекрасное время я возвращался с последним омнибусом по улицам города (Лондона). Я сидел на крыше омнибуса и предался грезам. Перед моими глазами кружились атомы. Часто я рисовал себе в воображении движения этих маленьких существ, но до того времени никогда не удавалось мне проследить, какого рода эти движения.
Сегодня я видел ясно, как здесь и там два маленьких атома соединялись в пару, как большие атомы обнимали по два маленьких, еще большие держали в объятиях по три или по четыре и как все это кружилось в вихревом танце. Я видел, как большие атомы образовали ряды, на конце которых висели меньшие атомы… Голос кондуктора (назвавшего станцию) разбудил меня посреди этих грез. Но, придя домой, я просидел часть ночи, набрасывая эти картины в общих чертах. Так возникла структурная теория».
Главной заслугой Кекуле в создании теории строения следует считать развитие им понятия валентности, легшего в ее основу, и доказательство 4-валентности углерода. Впрочем, одновременно с Кекуле наличие четырех единиц сродства у углерода было установлено также шотландцем Купером и немецким химиком Кольбе.
Все развитие химии, по существу, подготовляло создание теории химического строения. Медленно, шаг за шагом, идут ученые по пути познания тайн природы. Одна случайно мелькнувшая мысль, наблюдение, описанное и забытое на долгое время, высказанное и не осознанное самим автором предположение… Шаг… еще шаг… И, наконец, одно, последнее, гениальное прозрение, которое впитало^ в себя, аккумулировало все ранее познанное, сумело из отдельных отрывочных звеньев построить цепь логических рассуждений, создать теорию. Этот последний гениальный шаг в создании теории строения был сделан Бутлеровым. Ему принадлежит и ясная формулировка учения и даже самое название «Теория структурного строения вещества».