Шарль Вюрц - создатель основ химии (стр. 5 из 9)

Правильное толкование изомерных отношений органических соединении возможно только в рамках теории химического строения. Вюрц же стремился усовершенствовать теорию, которая не могла по своему существу охватить многих взаимоотношений обширного мира органических соединений. Введение смешанных и сложных типов лишь еще больше вскрывало недостатки теории типов и подчеркивало правоту призыва Бутлерова "идти дальше Жерара" (1858).

Вюрц, как и некоторые другие приверженцы типических взглядов, вначале не признавал влияния Франкланда на эволюцию теории органической химии. Позднее он осознал свою ошибку и полностью признал заслуги Франкланда, назвав его первым основателем понятия о емкости насыщения элементарных атомов, т. е. учения о валентности.После работы IМеждународного химического конгресса в Карлеруэ (1860) Вюрц — один из его организаторов и активных руководителей — все больше внимания уделял вопросам атомности и вообще атомно-молекулярной теории. Ряд его статей, капитальный труд "История химических доктрин от Лавуазье и до настоящего времени" [17] и особенно "Атомическая теория" [18] —сочинение, стоившее, по словам Вюрца, наибольшего труда и более всего удовлетворившее самого автора,— достаточно полно отражают воззрения Вюрца на эволюцию химических теорий. Содержание и критическая оценка этих работ дается в VI главе настоящей книги. Сейчас же мы рассмотрим ревностное отношение Вюрца к учению о валентности элементов и радикалов.

В своих обобщающих произведениях Вюрц показал, как с открытием закона кратных отношений постепенно возникает представление о различном степени взаимного насыщения атомом, прекратившееся в исходную идею атомности или валентности. Понятие емкости насыщения незаметно было введено в науку изучением радикалов, в которых трудно не заметить это свойство; сам Вюрц сделал это на примерах фосфористой кислоты, глицерина и гликоля.

В работах же Кекуле и Купера соображения о четырех-атомности углерода и способности к взаимному насыщению его атомов сделались уже важной составной частью теории органический химии.

Идею о переменной атомности элементов Вюрц отстаивает во всех своих работах. В этом принципиальном вопросе он стоял на тех же позициях, что и Бутлеров, и поддержал его в полемике с Кекуле. Последний считал, что атомность элементов — такое же основное и неизменное свойство элементов, как и атомный вес. Но подобный взгляд Кекуле немог выдержать той экспериментальной и теоретической критики, которая обрушилась на него в трудах Бутлерова, Вюрца, Кольбе, Бломстранда и других.

В ходе этой полемики Вюрц сумел показать, как представление об атомности и ее переменности постепенно проникло во все части теории, зарождавшейся в течение полувека, как это представление стройно объяснило свойства радикалов, особенности типов и позволило судить о строении частиц, об их изомерии.

Вюрц быстро признал и представление о том, что в ненасыщенных органических соединениях, например в этилене, акриловой кислоте, ацетилене и других, углеродные атомы связываются между собою несколькими единицами сродства.

В книгах Вюрца вообще довольно логично положена эволюция химических теорий об атомах и молекулах (частицах). Но когда у него появлялась необходимость и возможность отбросить все предшествующие частные теории и заменить их общей и единой теорией химического строения, Вюрц пасовал и делал множество уступок отжившим свой век теориям типов и радикалов. Он но объективно излагал и заслуги некоторых ученых в становлении химической науки, в частности им почти не был отражен основополагающий вклад Бутлерова, его друга и единомышленника во многих принципиальных вопросах теории. Тем более это странно, что в письмах к Бутлерову он восторгается значимостью классических трудов своего русского коллеги и деятельностью Бутлерова как главы научной школы. Больше того, в выступлениях на заседаниях Химического общества и Парижской академии наук, на страницах их периодических изданий Вюрц широко пропагандировал достижения Бутлерова и его учеников. Когда же дело доходило до книг по истории химии, Вюрц отмалчивался. Эта несправедливость и "диспропорция" частично могут быть объяснены установившейся к тому времени в западно-европейской историографии нездоровой традицией пренебрежительного отношения к творчеству восточных народов.

Как известно, для правильных умозаключений о молекулярном составе большое значение имеет точное определение плотности паров вещества.

К середине XIX в. накопилось значительное число случаев, когда вещества показывали аномалию плотности паров. Это привело к представлению о термической диссоциации частиц. В разработке этого важного раздела атомно-молекулярного учения деятельное участие принимал и Вюрц. Исследуя реакции галогенгидратов амилена (хлористого, бромистого и йодистого), Вюрц установил, что плотность пара каждого из этих веществ имеет два различных значения: плотность пара при сравнительно невысокой температуре соответствует нормальному молекулярному составу вещества, плотность пара, наблюдаемая при высокой температуре, имеет вдвое меньшее значение. Этот интересный факт Вюрц объяснил, в соответствии с концепцией Сен-Клер-Девиля, обратимой диссоциацией галогенгидратов амилена при нагревании:

С₅Н₁₀

НХ С5Н10+НХ

Тогда же Вюрц привел новое доказательство термохимического характера процесса диссоциации, которым впоследствии часто пользовались многие исследователи. Он показал, что при взаимодействии амилена и бромистого водорода при температуре, соответствующей половинной плотности паров, выделение тепла не происходит.

Далее Вюрц расширил объекты исследования диссоциации молекул, определяя плотность пара пятихлористого фосфора при различной температуре методом диффузии паров.

Сопоставив полученные данные с результатами изучения смеси пятихлористого и треххлористого фосфора Вюрц пришел к заключению, что и здесь имеет место высокотемпературная диссоциация РС1₅

РСI₃+СI₂. Диалогичные (результаты были получены при изучении термической диссоциации так называемого хлоралгидрата, которая в современном изображении выглядит так:

Испарение

Изучая влияния нагревания на хлорциан, Вюрц пришел к вывощу, что масса частицы (молекулы) этого вещества в жидком и парообразном состоянии одинакова, т. е. хлорциан не диссоциирует при испарении.

В 1878 г. Лондонское химическое общество пригласило Вюрца прочесть цикл лекций в Королевском институте. С целью популяризации молекулярного учения Вюрц избрал темой своих лекций исследования многочисленных явлений термической диссоциации частиц.

3. Работы в области органической химии

Подавляющее большинство трудов Вюрца посвящено разработке вопросов органической химии, и частности наиболее перспективному ее направлению — органическому синтезу. Наряду с Бертло, Бутлеровым, Кольбо и некоторыми другими учеными Вюрца можно смело причислить к основателям и выдающимся мастерам синтетической органической химии, столь бурно развившейся за последнее столетие. Большую часть своих синтезов он осуществил целенаправленно исходя из теоретических предпосылок. Эта особенность роднит его работы с творчеством Бутлерова. Примечательно, что, по мнению Вюрца, его исследования и открытия, накренившие теорию типом, являлись и большей степени аргументацией в пользу теории химического строения.

Химико-органические исследования Вюрца можно раз делить на несколько циклов, каждый из которых представляет собой логически связанную группу последовательных синтезов.

Самый ранний из них целесообразно назвать циклом циничных соединении циан или синерод- промежуточное между органическим и минеральным миром вещество с многочисленной группой производных — являлся узловым соединением, привлекавшим внимание крупнейших ученых химиков первой половины XIX в.— Гей-Люссака, Либиха. Велера и других.

Работая с циановыми соединениями, Вюрц за короткий срок провел ряд интересных наблюдений. Он получил циануровую кислоту, действуя хлором на расплавленную мочевину. Продолжая исследования в этом направлении, Вюрц определил плотность пара циануровых эфиров и подтвердил мнение Либеха о трехосновности циануровой кислоты (в отличии от Велера, приписывающего этому веществу двухосновность). Далее Вюрц описал жидкий хлористый циан и при перегонке циановокислого калия с серновинной кислотой получил новые эфиры. Впоследствии эти вещества стали называть изоциановыми эфирами. Одновременно с этим Вюрц синтезировал многочисленные замещенные мочевины. Эти исследования существенно расширили и обогатили область химии циановой группы.

В 1849 г. Вюрц обработал изоциановые и изоциануровые эфиры едкими щелочами. Эти исследования явились кульминационными в цианом цикле работ Вюрца. С помощью этого метода впервые удалось синтезировать жирные амины, положившие начало новому (аминному) циклу работ большой важности.