Проблема метода синтеза

Вторая проблема синтетической неорганической химии - проблема метода синтеза. Это проблема чисто химическая, и упрекать в том, что во многих случаях она еще не решена, химикам-синтетикам некого. Еще очень слабо развита область химической науки, которую можно было бы назвать «методы неорганического синтеза», понимая под этим не методы физического воздействия на вещество с целью вызвать в нем какие-то превращения, а совокупность приемов, приводящих к созданию заданной структуры, заданного порядка расположения атомов в молекуле, заданного способа соединения готовых фрагментов в сложную молекулу или решетку.

Трудность решения этой проблемы объясняется тем, что метод аналогий, столь обычный в химии, в группе легких элементов работает плохо, и способ синтеза, разработанный для одного конкретного объекта, часто непригоден для решения другой, внешне аналогичной задачи. В отличие от химии органической в неорганическом синтезе очень мало общих методов, причем универсальность тех немногих, которые есть, часто оказывается иллюзорной. В тонком неорганическом синтезе в очень ограниченной степени используется прием, весьма распространенный в органическом синтезе, - перенесение готовой атомной группировки из молекулы в молекулу. Даже в тех немногих случаях, когда это удается сделать, для введения одной и той же группы в каждую новую молекулу приходится разрабатывать новые условия проведения реакции, а иногда и подыскивать новые реагенты. В общем же случае для конструирования новой сложной молекулы надо изыскивать новые приемы.

Автору приходилось слышать мнение, что возможна математизация неорганического синтеза, т.е. возможно создание алгоритма синтеза любого вещества, структурная формула которого записана по принятым правилам. С таким мнением можно согласиться, если принять как постулат, что алгоритмизации поддается любой вид человеческого творчества. Пока же мы крайне далеки от такого положения, и современный тонкий неорганический синтез имеет нечто общее не только с наукой, но и с искусством.

Надо сказать, что арсенал приемов, которыми располагает синтетик, мало меняется с годами. И сейчас мы совершаем те же операции, что делали Раймонд Луллий, Роджер Бэкон и Альберт Великий в XIII веке - веке расцвета алхимии: измельчение, растворение, нагревание, охлаждение, прокаливание, испарение, конденсацию, кристаллизацию, фильтрование, перегонку. Разумеется, синтетики взяли все полезное, что дала им современная техника, - новые материалы, низкие температуры, высокие давления, глубокий вакуум, различные виды излучений и другие методы воздействия на реакционную способность вещества. Но не это (во всяком случае, не только это) преобразило лицо неорганического синтеза, не это внесло принципиальные изменения в его характер. Тонкий неорганический синтез приобрел свой нынешний вид после того, как стала возможной структурная идентификация продуктов реакции сразу после ее проведения. Именно - оснащение лабораторий приборами, быстро дающими структурную информацию на малых количествах вещества, позволило синхронно контролировать ход и результаты процессов и вести действительно направленный синтез сложных соединений.

Физические методы исследования, вошедшие в практику за последние 20-30 лет, коренным образом изменили возможности неорганического синтеза, резко повысили достоверность и быстроту получения результатов. Стало возможным решать такие задачи, которые раньше просто не ставились. Например, удается получить и идентифицировать определенные сорта молекул, не выделяя соответствующего вещества. Делается это совместной конденсацией и действием облучения на специально подобранные смеси веществ в низкотемпературной матрице из твердого инертного газа - аргона, азота и т.п. Важность и революционную роль современных физических методов невозможно переоценить. Но при этом полезно не забывать, что все эти методы и приборы суть лишь средства, а цель химии остается прежней - направленный синтез соединений и материалов заданного состава и структуры.