Dedov_A.G._i_dr._Akademik_Chernyaev_I.I

Илья Ильич использовал свои знания и опыт для создания

научных основ использования реакций комплексаобразования с

целью сознательного управления происходящими при выделе­

нии и очистке металлов процессами. Исследования, проведеи­ ные под руководством Ильи Ильича, стали основой технологий не только в платиновой промышленности, но и в других отрас­ лях, использующих разнообразные реакции комплексообразова­ ния, например, в области отделения редкоземельных элементов друг от друга, разделения актинидов и очистка их от примесей,

электролиз и других.

Много раз он выезжал на платиновые прииски и заводы Ура­ ла, Заполярья и других регионов, предлагал эффективные хими­

ческие технологии аффинажа, способствовал промытленному производству платины в России. Уже в 1930 г. Уральский аффи­

нажный завод освоил получение всех шести платиновых метал­

лов в чистом состоянии. В 1938 г. Илья Ильич Черняев разрабо~ тал и внедрил новый эффективный метод аффинажа платины с

высоким выходом, который лег в основу отечественной плати­ новой промышленности.

В 1941 г. Черняев предложил способ получения спектраль­ но-чистой платины, а затем и палладия высокой чистоты. Боль­ шое внимание Илья Ильич уделял разработке методов анализа самородной (шлиховой) платины.

Еще при Л. А. Чугаеве И.И. Черняев открыл новую тиомо­ чевинную реакцию на осмий, а позднее предложил новые мето­

ды получения осмия из осмиевой кислоты и выделение чистого

осмия и чистого рутения.

Илья Ильич до последних дней своей жизни был тесно связан с отечественной платиновой промышленностью. Он возглавлял коллектив химиков, разрабатывавших методы из­

влечения и аффинажа платиновых металлов из Норильского

месторождения руд. Илья Ильич считал для себя очень важ­ ными поездки на аффинажные заводы, где на месте изучал трудности в применении методов аффинажа и давал полез­ ные рекомендации. Им был внедрен в производство метод дополнительного получения благородных металлов из отхо­ дов аффинажного завода. Этот оригинальный метод был раз­ работан в очень короткий срок. И.И. Черняев лично руково-

10

дил заводскими операциями, добиваясь полного извлечения

металлов.

Когда были открыты новые месторождения платиновых ме­ таллов, И.И. Черняев отправился в далекий и нелегкий в то вре­ мя путь в Заполярье, на разработки. По возвращении он поста­ вил работы по изысканию наиболее рациональных методов извлечения платиновых металлов из сульфидных медно-никеле­ вых руд. Вскоре платиновой промышленности был передан но­ вый метод получения благородных металлов. 4 декабря 1946 года

академик И.И. Черняев удостоен Сталинской премии за разработ­

ку и внедрение в производство технологии получения платино­

вой группы из сульфидных медно-платиновых руд.

Незадолго до кончины, не считаясь ни с какими трудностя­ ми дороги и климата, Илья Ильич предпринял поездку далеко

на Север, в тундру, на новые месторождения руд, включающих платиновые металлы. Работу с платиновыми металлами он счи­

тал делом всей своей жизни.

11

Работа И.И. Черняева по становлению отечественной

ядерной промышленности

В 40-х годах Илья Ильич начал уделять огромное внимание

химии урана, тория, плутония и их естественных и промышлен­

ных спутников. Это направление возникло из практических по­

требностей атомной промышленности. Таким образом, его на­

учные интересы стали охватывать уже два крупных направления:

химию платиноидав и химию актинидов.

Когда И.И. Черняев возглавил исследования по химии комп­ лексных соединений урана, тория и других тяжелых элементов,

чтобы в короткий срок успешно решить ряд вопросов, связанных

с химическим аспектом атомной промышленности, многое было

не ясно. Однако огромный опыт, накопленный при изучении пла­

тиновых металлов, позволил Черняеву и другим исследователям быстро освоить область координационных соединений актинид­

ных металлов и вселял уверенность в результатах начатого дела.

Для решения поставленных перед учеными технологичес­ ких задач ядерного проекта невозможно было обойтись без со­ ответствующих исследовательских работ, которые позволяли бы создать требуемые промышленные технологии.

Следует иметь в виду, что в то время понятие «комплексные соединения» укоренилось за такими безупречными элементами - комплексообразователями, как платина, ее спутники и вообще эле­ менты VIII группы. В то же время для соединений таких элемен­ тов, как уран, торий, плутоний, цирконий, бериллий, таким поияти­ ем практически не пользовались. Для объяснения усложнения состава обычно применяли термины «двойных» и «тройных>> со­

лей. Подтверждало это мнение и то, что почти ни одно из извест­

ных правил, приложимых к платиноидным комплексным соедине­

ниям, не могло быть использовано в синтезах новых объектов, исходя, например, из соединений урана, тория, плутония и других

элементов.

Для решения поставленных задач были организованы соот­ ветствующие исследования и проведены необходимые техноло­ гические проработки. Как вспоминает В.А. Головня:

<<Работа сразу же стала напряженной. Илья Ильич неиз­

Jvtеюю проявлял максимум заинтересоваююсти и внимания к со-

12

п;р_нJнш;:ан, заняmЬL\t этой тенапшкой. Бо.1ьше того. в те гооы

он был тесно связан с несколькшни институтами, где у него

были сотрудники или аспиранты, выполнявшие работы по его

заданиям и под его руководством.

Справедливость требует отметить, что в описываемое вре­ АtЯ внешний облик ИИ Черняева был совершеюю обычен, его не «Лttхорадило», в отличие от многuх другuх сотрудников, вовле­ ченных в срочные и напряженные исследования. А ведь Илье Иль­ ичу надо было со всей ответствеююстыо продуАють и ншwе­ тить главнейшие вехи первоочередных исследований, проявить

исключительную научную интуицию, чтобы отобрать самоеглав­

ное и ценное. Тут пригодилась ИИ Черняеву его природная ис­ ключительная наблюдательность и острота восприятия, с ко­ торыми он оценивал те или иные текущие работы, намечал дальнейшие пути исследований, снимал то, что не оправдало о:жи­ даний. Илье Ильичу пришлось одновременно с разработкой тех­ нологии очистки тяжелых элементов друг от друга и от про­ _мышленных спутников организовать группы для теоретического обоснования рекомендуеАtых cxel\4. В лабораториях ИОНХАН

СССР, так же как и в ряде другuх лабораторий, паршителыю с технологическими были поставлены и научные исследования. Для

нас главный план состоял в изученииреакций комплексаобразова­ ния актинидных и некоторыхредкuх элементов.

В этот период всем нам вновь пришлось оценить редкие

качества нашего научногоруководителя. ИИ Черняев был ака­

демиком, директором крупнейшего научного института, науч­ ным руководителеi\4 и консультантом, но просто удивительно

сейчас вспомнить, как мало он умел администрировать в соб­ стветюм смысле этого слова. Мне приходилось работать по

его заданиям месяцами в других лабораториях, не в ИОН}{, и я

UА1ела полную возможность наблюдать за впечатлениями всех

сотрудников, работающих вместе со мною.

... Утро. Влаборатории все налицо. Дверь открывается и вхо­ дит не всемирно известный химик-неорганик, не авторитетней­ tuий судья пореакциям комплексообразования, не академик, не ди­

ректор, наконец, а обаятельный, очень внимательный, очень мягкий, любопытный ко все~Wу, :живой и, главное, очень проница­

тельиый человек. Его острота восприятия и уменье понимать

13

с полуслова Мlюгих из нас изумляла. Ииой раз кто-нибудь начнет

говорить Илье Ильичу о своих опытах, наблюдениях, а он улыб­ нется и ска:ж:ет: «Это у.ж:е ясно. Отсюда выводы такие-то, а вот, что Вы ска:ж:ете, если бы Ваши опыты протекали в таких­

тоусловиях?» Итак, как будто всю предварительнуюработу вы­

полнwz он сам, он начиналразвиватьмысль дальше, глубже, разно­

стороннее. Подобные консультации протекали тем живее, чем детальнее бьUl подготовлен к ни.м сотрудник-экспериментатор)).

Работами Ильи Ильича и его учеников было показано, что актинидные элементы являются прекрасными комплексообра­ зователями и к ним применимо координационное учение Верне­ ра. Однако, в отличие от комплексов платины и многих других переходных металлов, образующих прочные связи центральных

атомов с атомами азота и серы, входящих в состав соответству­

ющих лигандов, трансурановые элементы прочно связываются

с лигандами через атомы кислорода. Это приводит к значитель­ ному возрастанию роли воды при комплексообразовании, в ре­ зультате чего образуются не только акво- и гидроксо-, но и оксо­

комплексы, что требует учета кислотно-основных равновесий.

Под руководством Ильи Ильича было синтезировано боль­ шое количество новых соединений урана, уранила, тория и дру­ гих актинидных элементов с нитрато-, оксалато-, сульфато-, кар­ боната-, пероксо-, ацетатогруппами, а также роданидные, галогенидные, карбамидные комплексы. Экспериментально была

выяснена последовательность замещения лигандов друг другом.

Лиганды располагаются в следующий ряд: 002- ~ СО/· > р- > >

С2О/- > СН3СОО· > SO/ > CI· > Вг->J·. Этот ряд лигандов позво­

лил построить стройную систематику комплексных соединений

актинидных элементов.

Хотя известное правило циклов Л.А. Чугаева гласило, что для квадратных и октаэдрических комплексов наиболее устой­ чивыми являются пяти- и шестичленные циклы, образуемые ли­

гандами с центральными атомами, для актинидных комплексов

И.И. Черняевым и его учениками была установлена повышен­

ная устойчивость четырех- и трехчленных циклов.

Новые данные о комплексных соединениях актинидных эле­

ментов позволили создать эффективные технологии получения

и очистки требуемых продуктов для разрабатываемых ядерных

14

устройств. Поставленная перед коллективом ученых важная за­ дача была блестяще решена.

Работа Ильи Ильича Черняева была по достоинству оцене­ на. Действительный член Академии наук СССР И.И. Черняев был четырежды удостоен звания лауреата Государственной пре­

мии СССР (1946, 1949,1951, 1952).

Педагогическая деятельность

Важным направлением своей работы И.И. Черняев считал

педагогическую деятельность.

Занятия со студенческой молодежью начались еще в 1918 г.,

когда Чугаев пригласил Илью Ильича на должность ассистента по кафедре неорганической химии Петроградекого университе­ та. После смерти Чугаева Илья Ильич стал читать в этом уни­ верситете общий курс химии. Активная научная работа в выб­ ранной им области требовала глубоких фундаментальных знаний

в самых разнообразных областях химической науки. В 1932 г. Черняев был утвержден в звании профессора неорганической

химии Ленинградского университета, а в 1933 г. он был избран заведующим кафедрой неорганической химии. В феврале 1933 г. Илья Ильич избирается членом-корреспондентом АН СССР

по Отделению математических и естественных наук (общая и неорганическая химия).

В 1935 г. ему без защиты диссертации была присуждена сте­

пень доктора наук.

С 1934 г., со времени переезда Академии наук в Москву и до его назначения в 1941 г. директором Института общей и неорга­ нической химии Илья Ильич заведовал кафедрой общей химии Московского нефтяного института им. И.М. Губкина.

Несмотря на свою большую занятость, Илья Ильич уделял много времени организации учебного процесса на возглавляе­

мой им кафедре. Под его непосредственным руководством со­

вершенствовалась материальная база кафедры, развивалея ла­ бораторный практикум. Профессорско-преподавательский состав кафедры привлекалея к активной научной работе. Лекции по курсу химии, которые читал И.И. Черняе~, были интересны сту­ дентам нефтяного института и содержали примеры из его соб-

15

ственной научной практики, иллюстрировавшие изучаемые раз­

делы курса.

Существенную помощь в работе по организации и проведе­ нию учебного процесса И.И. Черняеву оказывал заведовавший

кафедрой до 1933 года доцент Михаил Петрович Корсаков.

С 27 сентября 1943 г. И.И. Черняев избирается действитель­ ным членом АН СССР по Отделению химических наук (неорга­ ническая химия).

В 1945 г. Черняев избран на должность профессора хими­ ческого факультета Московского государственного университе­

та, где до конца своих дней заведует лабораторией химии комп­

лексных соединений кафедры неорганической химии.

В своих воспоминаниях о Черняеве И.А. Федоров отмечает:

<<Кро.ме огромной эрудиции в химии Илья Ильич был широко образованным человеком. Беседы с ним по разны.м областям

науки, литературы и искусства доставляли всегда большоеудо­ вольствие. Шутил он отменно тонко и умно и смеялся сам ка­ ким-то особенным, заразительным смехол-t. Он мог цитировать

целыми страницами своих любимых поэтов, особенно Пушкина или Блока. Научные познания его были обширны и разнообраз­

ны. Как-то, на прогулке в лесу, он нео:ж:иданно поразил меня сво­ ими знаниями в области ботаники, называя почти все встреча­

ющиеся растения не хуже специалиста-систе.Jiютика)).

Умение Ильи Ильича передавать свои знания, заинтересо­ вывать своими идеями других исследователей и никогда не за­ мыкаться только в своей научной работе привлекало к нему боль­ шое число учеников. Представители школы Ильи Ильича Черняева и его последователи и в настоящее время продолжают работу по выполнению им намеченной обширной программы,

которая так богата и многообещающа. Многие из тех, кто не­ посредственно общался с Ильей Ильичем, утверждали, что сила

авторитета И.И. Черняева как химика настолько велика, что с

годами, перечитывая его труды, вспоминая его высказывания,

лишний раз убеждаешься в том, что учиться у него, работать с

ним, знать его как человека было редким и большим счастьем. Плодотворная деятельность Ильи Ильича Черняева в науч­ ной и педагогической областях была неоднократно отмечена

правительственными наградами.

\б

Эффект трансвлияния - выдающееся открытие в химии

комплексных соединений

Установленная Черняевым закономерность трансвлияния

является выдающимся открытием в химии комплексных соеди­

нений. Она четко обозначила дальнейшие пути исследований в этой области, открыла прямую дорогу для проведения направлен­

ных синтезов большого числа разнообразных координационных соединений и обоснования их реакционной способности. Эффект

трансвлияния широко используется и в настоящее время как оте­

чественными, так и зарубежными исследователями.

Следует заметить, что закономерность трансвлияния была установлена не при рассмотрении Черняевым уже установлен­ ных до него закономерностей в химии комплексных соединений платины, таких, как закономерности Пейроне, Иёргенсена, Кур­ иакова, а была выведена независимо, и уже с ее позиций были обоснованы эти известные закономерности.

В тезисах Совещания по трансвлиянию в 1952 г. закономер­ ность трансвлияния была сформулирована следующим образом:

«...у.молекул, имеющих форму квадрата или октаэдра, в центре которых находится атом металла, скорость реакции замеще­

ния всякого атома (или молекулы), сеязаююга с этим атомом металла, определяется прирадой заместителя, занимающего

противоположный конец диагонали. Таки.м образом, на проч­

ность связи .fl<tеталла с любым за_л,tестителе.м очень мало влия­ ет природа соседних (в цис-положении) с этой связью атомов или молекул, в то время как атомы или молекулы, находящиеся в

наиболееудаленной области _л,юлекулы комплексного соединения

(в транс-положении), на диагонали, сильно влияют на химичес­ кое поведение комплексной молекулы».

Илья Ильич Черняев рассматривал эффект трансвлияния как частный случай проявления более широкой закономерности, от­ крытой А.М. Бутлеровым и развитой В.В. Марковниковым, зак­

лючающейся во взаимном влиянии связанных в молекулу атомов.

Он считал, что этой способностью должны обладать все без ис­

ключения атомы и молекулы и даже электроны, однако количе­

ственно их влияние будет существенно различным. Возможно, что разница между внешней и внутренней сферой комплекса сводит-

18

сяк трансвлиянию центрального атома и именно этим объясня­

ются амидо- и гидроксореакции комплексов четырехвалентной платины. Илья Ильич высказал мысль о возможности того, что одна и та же причина вызывает направленность реакций во внут­ ренней сфере и определяет координационные числа.

Использование ряда трансвлияния как руководящего начала

в направленном синтезе дало возможность получить большое количество разнообразных соединений платины с различными кислотными и нейтральными лигандами.

Черняев впервые осуществил реакцию между двумя неэлект­

ролитами:

которая, по теории Вернера, не должна была бы идти, так как координационная зона считалась, согласно этой теории, зоной пониженной реакционной способности. Образование транс-нит­

рохлородиаммина [Pt(NH3) 2N02Cl] возможно только в силу на­

личия транс-взаимодействия лигандов.

В дальнейшем Илья Ильич и его ученики показали, что этот обмен лигандами, идущий легко и полностью, не зависит от при­ роды аминов в комплексном соединении и реакция носит более

общий характер и касается не только соединений с координатой

N02-Pt-N02, и не только двухвалентной платины.

Открытую закономерность трансвлияния Илья Ильич обо­

сновал синтезом большого ряда соединений, существование ко­ торых предсказывала координационная теория Вернера. Интуи­

тивные поиски путей синтеза не приводили к цели. Так, из

изомерных соединений четырехвалентной платины были извес­ тны только диаммины [Pt(NH3) 2Cl4]. Вопрос об изомерии в ряду триамминов четырехвалентной платины оставался открытым еще со времен полемики Вернера и Иёргенсена.

Руководствуясь закономерностью трансвлияния, Илья Ильич

получил три изомера из четырех, теоретически возможных для

соединения [PtEnNH3N02Cl2]Cl, и осуществил синтез изомерных тетрамминов четырехвалентной rшатины [Pt(NH3) 4N02Cl]X2, под­ твердив этими работами предсказания координационной теории.

19