Исследования химии в начале ХХ века (стр. 1 из 2)

Исследования в начале ХХ века (1901–1917)

К третьей возрастной категории русских химиков относятся те, кто родился в 1870-х гг. Как правило, все они получали химическое образование в России, свои первые шаги в науке совершали под руководством отечественных коллег. Поэтому их работы преимущественно находились в русле направлений, традиционных для российской химии. Они уже успели заявить о себе в конце XIXв., но расцвет их деятельности наступил позже.

Основной объект исследований А.Е. Чичибабина(1871–1945) - химия гетероциклических азотсодержащих соединений, в первую очередь пиридина. В 1906г. он открыл получившую его имя реакцию циклоконденсации альдегидов с аммиаком, ведущую к образованию гомологов пиридина. Позднее (1914) разработал метод синтеза

-аминопиридина действием амида натрия на пиридин. Одновременно он изучал проблему важного теоретического значения: существование углерода в трехвалентном состоянии. Чичибабин полагал, что углерод в бензоле и этилене может рассматриваться как трехвалентный; это противоречило установившимся взглядам. Однако существование гексафенилэтана ("углеводорода Гомберга") в известной степени подтверждало предположение Чичибабина. Ему удалось показать, что это соединение при определенных условиях способно распадаться на два остатка — трифенилметилы. Тем самым ученый вплотную соприкоснулся с проблемой свободных радикалов, которая лишь начинала по-настоящему изучаться. В 1907г. он синтезировал "бирадикальный" углеводород, позднее названный "углеводородом Чичибабина". Это соединение стало важным объектом исследований в теоретической органической химии.

Особое место в галерее отечественных творцов химической науки занимает М.С.Цвет (1872–1919), который по специальности был ботаником и физиологом. Тем не менее, он стал автором хроматографического адсорбционного анализа, который впоследствии оказался весьма эффективным и плодотворным методом исследования. В 1903г. Цвет установил, что производя адсорбцию из растворов на твердых веществах, можно в обычных условиях разделять весьма близкие по свойствам соединения. Много лет спустя ученые дали такую оценку открытию Цвета: "Он создал поразительно яркое представление о тех основных процессах, на которых основана современная хроматография".

Видным специалистом в области кинетики был Н.А.Шилов (1872–1930). Его первые работы посвящались сопряженным химическим реакциям окисления. Их теорию он предложил в 1905г. По представлениям ученого, "сопряжение" реакций происходит при наличии промежуточного вещества, которое служит "связующим звеном первичного и вторичного процессов и обуславливает их общее течение". Важнейшей задачей при этом является изучение природы промежуточного вещества. Шилов ввел в научный оборот такие понятия как "химическая индукция", "самоиндукция", "индукторы" и "акцепторы".

Фундаментальные работы Л.А.Чугаева (1873–1922) по химии координационных соединений получили мировое признание. Его исследования дополняли теорию А.Вернера. Изучая закономерности свойств соединений платины и платиноидов, Чугаев стремился выявлять индивидуальные особенности каждого платинового металла. Он установил правило: наиболее устойчивые из комплексных соединений содержат во внутренней сфере пяти- или шестичленные циклы (правило Чугаева). В 1905г. открыл чувствительные аналитические реакции на никель (диметилглиоксим) и осмий. Чугаеву принадлежит замечание, что в комплексных соединениях "минеральная химия как бы сближается с химией органической". В 1913г. ученый опубликовал книгу "Периодическая система химических элементов" — первую фундаментальную работу, посвященную состоянию учения о периодичности накануне его физического обоснования.

Изучая на рубеже столетий перекисные соединения, Л.В.Писаржевский (1874–1938) в начале ХХв. перенес центр тяжести своих работ в область химической кинетики и термодинамики. Однако особенной его заслугой стало то, что он первым в России ввел электронные представления в химию, а именно в теорию окислительно-восстановительных реакций и в теорию катализа. Высказанные им идеи стали своеобразной предтечей многих последующих отечественных работ в химической физике. В 1916г. Писаржевский предложил оригинальную теорию гальванического элемента, учитывающую термодинамическое равновесие между ионами и электронами в металлах и между ионами в металлах и их сольватами в растворах. Эта теория , в частности, объясняла происхождение электродных потенциалов.

Физико-химик Е.В.Бирон (1874–1919) ничем не прославился как экспериментатор. Но его имя прочно вошло в историю, поскольку в 1915г. он ввел очень важное понятие о вторичной периодичности. "В подгруппах периодической системы элементов многие свойства элементов и их соединений изменяются при последовательном увеличении атомного веса элемента не последовательно тоже, а периодически. Эту своеобразную периодичность, как бы накладывающуюся на основную периодичность элементов Д.И.Менделеева, я предлагаю назвать вторичной периодичностью", — писал Бирон. В настоящее время очевидно, что в ее основе лежат глубокие закономерности, связанные со строением атомов и особенностями реальной схемы формирования их электронных конфигураций.

В первые годы ХХв. началась творческая деятельность А.Е.Арбузова (1877—1968), одного из крупнейших отечественных химиков-органиков. Главное направление работы ученого — синтез и изучение фосфорорганических соединений. В 1914г. он открыл важнейшую реакцию, получившую название "перегруппировка Арбузова" (каталитическая изомеризация эфиров фосфористой кислоты в эфиры алкил-фосфорных кислот) — универсальную реакцию синтеза органических производных фосфора. Много лет спустя А.Н.Несмеянов говорил: "Современная химия фосфорорганических веществ в значительной степени, как признано во всем мире, — арбузовская химия".

Открытия явления радиоактивности (1896) А.Беккерелем и радиоактивных элементов — полония и радия — П. и М.Кюри (1898) положили начало возникновению новой химической дисциплины — радиохимии. Она получила интенсивное развитие уже в первые годы ХХв. благодаря работам ученых Франции, Германии, Англии и Канады.

В России исследования радиоактивности были немногочисленными и, в основном, сводились к измерениям радиоактивных излучений и оценке их действия на различные вещества. В стране фактически не были обнаружены месторождения урановых руд (кроме Туя-Муюнского близ Ферганы). Собственные радиоактивные препараты отсутствовали; в незначительных количествах они приобретались за границей, либо поступали в качестве дара от зарубежных ученых.

Однако в отличие от многих других стран Российское общество оказалось подготовленным к восприятию открытия явления радиоактивности и результатов его исследований. Статьи, посвященные этим проблемам, реферировались на страницах "Журнала Русского физико-химического общества". Новые открытия освещались в научно-популярных изданиях и публичных лекциях. Особого упоминания заслуживает работа профессора Петербургского технологического института Ю.С.Залькинда, который с 1902 по 1914гг. регулярно публиковал в ЖРФХО подробнейшие обзоры всех работ по радиоактивности за период 1896–1913гг. Крупнейшие русские ученые видели в радиоактивных процессах не просто новое физическое явление, но придавали ему гораздо более широкое значение. К ним относились Д.И.Менделеев, на склоне лет кардинально изменивший свое прежнее осторожное отношение к радиоактивности, Н.Н.Бекетов и особенно В.И.Вернадский. В своей речи на годичном собрании Академии наук 29 декабря 1910г. Вернадский, в частности, говорил: "Перед нами открываются в явлениях радиоактивности источники атомной энергии, в миллионы раз превышающие все те источники сил, которые рисовались человеческому воображению... Ни одно государство и общество не могут относиться безразлично, как, каким путем и где будут использованы находящиеся в его владении источники лучистой энергии. Ибо владение большими запасами радия дает владельцам его силу и власть, перед которыми может побледнеть то могущество, которое получают владельцы золота, земли, капитала... Для нас совсем не безразлично, как радиевые руды будут изучены. Они должны быть исследованы нами, русскими учеными... Изучение свойств и запасов радиоактивных минералов Российской империи не должно дальше откладываться". Фактически Вернадский первым в стране осознал острую необходимость получения отечественных препаратов радия, однако решена эта проблема была уже после революции.

Пока же энтузиасты-"радиологи" России могли рассчитывать на получение весомых результатов, лишь работая в лабораториях крупнейших зарубежных ученых. К таким исследователям относились В.А.Бородовский (1878–1914), Г.Н.Антонов (1880–1942) и Л.С.Коловрат-Червинский (1882–1921). Первый из них стажировался в лабораториях Дж.Томсона и Э.Резерфорда в Англии. Проведенные им эксперименты (поглощение

-лучей радия различными растворами) высоко оценил Э.Резерфорд. По возвращении в Россию Бородовский по просьбе Вернадского провел химический анализ туя-муюнских руд и впервые установил содержание в них радия, а также предложил технологическую схему выделения этого элемента. Ранняя кончина оборвала его работу. Учеником Резерфорда был и Г.Н.Антонов. В 1911г. он открыл радиоэлемент уран-У (как выяснилось впоследствии, дочерний продукт распада урана-235). Однако в январе 1917г. он навсегда покинул Россию. В годы войны он читал в Петроградском университете курс лекций по радиоактивным веществам.
Л.С.Коловрат-Червинский работал в парижской лаборатории М.Кюри и в1910г. составил фактически первую сводную "Таблицу констант радиоактивных веществ", включившую все известные к тому времени радиоэлементы. В России он занимался исследованиями под руководством В.И.Вернадского, анализируя радиоактивные минералы. В некрологе коллеги отмечали: "Это был величайший в России и один из немногих в мире знатоков радиоактивного дела".