Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Старосельский П.И. Альфред Вернер и развитие координационной химии

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
17.93 Mб
Скачать

Основные теоретические концепции, развитые Вернером в его докторской диссертации, выдержали проверку временем, и сейчас они рассматриваются специалистами как классические в стереохимии азотсодержащих сое­ динений.

 

Защита

докторской диссертации Вернера состоялась

в

октябре

1890 г. в Цюрихской высшей школе, так как

в

то время Цюрихский политехникум не имел права при­

сваивать докторскую степень. Одни из оппонентов, про­ фессор А. Абелянц, отметил в своем отзыве, что диссер­ тант обладает исключительным знанием литературы и проявляет совершенно независимое и оригинальное мышление. По его мнению, докторская диссертация Вер­ нера — «выдающееся достижение», так как она не только внесла крупный вклад в объяснение хорошо известных случаев изомерии, но и привела к открытиям новых стереоизомериых азотсодержащих соединений.

Цюрихская высшая школа присудила Альфреду Верперу степень доктора философии «с особым признанием заме­ чательных успехов». Профессор Гапч, поздравляя своего ученика, испытывал чувство большого удовлетворения от того, что именно он открыл этот самобытный талант. Да, Вернеру повезло — в начале своего творческого пути он встретил искреннее расположение и дружескую поддержку авторитетных ученых. Ему не пришлось тра­ тить свои душевные силы на преодоление недоброжела­ тельного сопротивления консервативно настроенных кол­ лег.

Диссертация принесла Вернеру не только ученую степень, но может быть гораздо большее — чувство иск­ реннего расположения и большой симпатии людей науки, известных ученых Цюрихского политехникума и Цю­ рихской высшей школы, которые ждали теперь от моло­

дого

доктора философии новых

творческих

дерзаний.

«Я

уже чувствую определенную

сердечность,

которую

все окружающие неизменно проявляют ко мне», — читаем мы в одном из его писем в Мголуз [1, стр. 19].

После блестящей защиты диссертации Вернер испыты­ вал необычайный прилив сил. Его не покидало светлое приподнятое настроение. «Я начинаю занимать свое место среди химиков нашего времени, — делился он со­ кровенными думами с родителями, — и, если небо сохранит

мне здоровье,

я собираюсь превзойти их всех, одного за

за другим, так

как слава — не пустое слово. Это личное

20

удовлетворение человека, которое столь необходимо в мо­ менты слабости» [1, стр. 20].

С самого начала научной деятельности для Вернера была характерна страстная, почти религиозная преданность химии. Вот что он писал в 1890 г. своим близким: «С воз­ растом я становлюсь энтузиастом. Меня часто охватывает экстаз перед красотой моей пауки. Чем дальше я погру­ жаюсь в ее тайны, тем больше она кажется мне огромной, величественной, слишком красивой для простого смертного» [1, стр. 20].

Можно сказать, что в 1890 г. Вернеру удалось прочно и надежно обосновать свою «великолепную» самоуверен­ ность. Произошло его второе рождение — рождение как ученого, в полной мере осознавшего силу своего могуче­ го интеллекта, силу своего «химического чутья».

Альфред был готов к новым научным свершениям ...

«Конкурсная работа»

Можно понять желание Вернера скорее «стать па но­ ги», так как он болезненно переживал материальную за­ висимость. Весной 1891 г. Альфред писал отцу: «Я часто себя спрашиваю, когда наконец наступит время, что я смогу сам зарабатывать себе на жизнь» [1, стр. 20J. Но все же не радн денег молодой ученый мечтал о студен­ ческой аудитории, о том дне, когда с кафедры прозвучит его слово. С нетерпением ожидал он, когда же, наконец, сбудутся его мечты и он станет членом преподавательской корпорации Цюрихского политехникума.

Чтобы получить звание приват-доцента и вместе с ним заветное право чтения лекций, нужно было «взять еще одни барьер» — представить Высшему швейцарскому ученому совету «конкурсную работу», которая свидетельствовала бы о научной эрудиции претендента. Кафедра в студен­ ческой аудитории предоставлялась как бы в награду за экспериментальное искусство и за зрелость теорети­ ческого мышления. «Конкурсная работа» должна была представлять собой оригинальное и вполне самостоятель­ ное исследование.

После защиты докторской диссертации, в течение 1890—1891 гг. Вериер проводил в лаборатории Цюрих­ ского политехникума исследование в области органи­ ческой химии, посвященное стереоизомерии производных беизгидроксамовой кислоты [7, 8]. Ему удалось устано-

21

вить пространственное строение этих соединений. Полу­ ченные экспериментальные данные вполне обоснованно и надежно доказали существование геометрической изо­ мерии у некоторых производных бензгидроксамовой кис­ лоты.

В конце 1891 г. экспериментальная часть «конкурсной работы» была закончена и представлена на отзыв А. Ганчу, который высоко ее оцепил. «А. Вернер, — писал он,— преуспел в задаче, за решение которой безуспешно брался ряд известных исследователей. Проблема очень сложных изомерных отношений между определенными производ­ ными гидрокспламипа разрешена, по крайней мере в в принципе» [1, стр. 21].

Большой, можно сказать исключительный, интерес представляла теоретическая часть «конкурсной работы», опубликованная под названием «К теории сродства и ва­ лентности» [9].

Вернер выдвинул оригинальные идеи о химическом сродстве. Он утверждал, что «сродство есть сила притя­ жения, действующая из центра атома равпомерпо ко всем частям его шарообразной поверхности» 19, стр. 133]. Принимая атом «ради простоты» шарообразным, он рас­ сматривал его как определенную пространственную часть «единой матерпп».

Атом, образуя связь с каким-либо другим атомом, затрачивает часть своего сродства, которая соответствует определенному кругообразному участку на его шаровой поверхности. Этот участок Вернер назвал «связевой по­ верхностью», а точки соприкосновения двух шарообраз­ ных атомов получили пазваине «валентных мест».

Вернер с полным основанием мог предполагать, что его новаторские воззрения подвергнутся ожесточенной критике.

В письме родителям от 4 апреля 1891 г. он выразил нетерпение помериться силами в предстоящей борьбе5 . Он писал: «Вторая теоретическая работа, более дерзкая, чем первая (диссертация), в настоящее время в печати. Поскольку она появится под одним моим именем, мне придется одному собственными силами защищаться про-

5В 60—80-х годах X I X в. в обсуждении проблемы химического сродства п валентности принимали участие, многие ученые п сре­ ди них А. М. Бутлеров, Д . И. Менделеев, А. Наке, К. В. Бломстранд, А. Вюрц, А. Кекуле.

22

тив всех атак. Надеюсь выйти победителем, но битва будет горячей» [1, стр. 23].

Г*' Однако ожидаемая Верпером дискуссия в то время не разгорелась. Это, видимо, объясняется тем, что его статья была опубликована в малоизвестном «Квартальнике Цюрихского общества естествоиспытателей» и про­ шла незамеченной. А может быть причина другая — ученые нашли мысли молодого «бунтаря» из Цюриха настолько парадоксальными, что не сочли возможным

инужным их обсуждать0 .

А.Гапч в своем отзыве отметил, что воззреиия Верие­ ра, его концепции представляют собой существенный прогресс в области теоретической химии. По его мнению, статья «К теории сродства и валентности» убедительно доказывает, что Вернеру свойственна «незаурядная ори­ гинальность мышления». Ганч особо подчеркнул, что автору статьи удалось изложить свои идеи, касающиеся весьма сложных теоретических проблем, в ясной., вполне понятной форме.

Характеризуя в целом «конкурсную работу» Вернера, т. е. обе ее части — экспериментальную и теоретическую, — Гаич писал, что ее следует рассматривать не только как хорошее, но «превосходное научное произведение». «Хотя

Вернер является пока автором небольшого

числа ра­

бот, — заметил Гаич, — но они уже сделали

известным

его имя в ученом мире».

 

ВПариже

Воктябре 1891 г. Вернер представил Высшему швей­ царскому ученому совету завершенную конкурсную ра­ боту и просил разрешить ему преподавание химии в Цю­ рихском политехникуме. Не дожидаясь решения Учено­ го совета, Вериер, по совету Гаича, собрался отправиться на семестр за границу. Но куда ехать? В Англию? Фран­ цию? Германию? После долгих раздумий Вернер остано­ вился па Аиглпц, но Гаич его отговорил. «Поймите, мой

друг, — убеждал он Альфреда, — что лучшее место из всех — это Париж, поскольку там до сих пор процветает старая французская химия с ее утонченными методами».

6Такой вывод можно сделать на основании того факта, что извест­ ный пемецкпй журнал, в который Вернер послал статью «К тео­ рии сродства н валонтиости», отказался ее опубликовать. •

23

Итак, решено — Вернер едет в Париж к прославленному французскому ученому Марселену Бертло7 .

«Мне представляется, — писал Вериер родителям,— абсолютно необходимым поехать на один семестр за гра­ ницу для расширения научного горизонта и чтобы иметь представление о том, как наша наука развивается в дру­ гих местах ... Париж для этой цели, без сомнения, самое подходящее место» [1, стр. 24].

Г. Лунге, принимая активное участие в судьбе Альф­ реда, обратился к его отцу с длинным посланием, в кото­ ром убеждал разрешить сыну поехать за границу и пре­ доставить ему необходимые для этого средства. Одновре­ менно Лунге написал в Мголуз Нелтиигу, чтобы он также повлиял на старого Вернера [10]. Уговорить отца было нелегко, так как он был против научной карьеры Альф­ реда. Он по-прежнему хотел, чтобы сын вернулся на ро­ дину и завел собственное коммерческое дело. Но Нел­ тиигу все же удалось выполнить возложенную на него мис­ сию — он добился согласия Жана-Адама Вернера на про­ должение образования сына, убедив его, что Альфреда ожидает блестящее будущее, если он посвятит себя на­ учному творчеству.

Осенью 1891 г. Вернер прпехал в Париж. Он сейчас же, без всяких формальностей, начал работать в термо­ химической лаборатории М. Бертло в Коллеж де Франс — этом прославленном, старейшем и весьма своеобразном высшем учебном заведении Парижа. Знаменитый фран­ цузский писатель Анатоль Франс так писал о нем: «Там преподают самые старые пауки в мире наряду с самыми новыми. Образование, которое дают там, ничему не слу­ жит и поэтому сохраняет несравненное благородство ...

Это учебное заведение соединяет в себе

старые приемы

7 Марселей Бертло (1827—1907) французский

химик и полити­

ческий деятель. Профессор Коллеж де Франс. Ч Л Р П Парижской

Академии наук. Иностранный член-корреспондент Петербургской Академшт наук. Автор многочисленных работ по органической химия, термохимии п агрохимии. Особенную цепность имеют ра­ боты по синтезу органических соединений. Впервые епптезпровал основные компоненты животного жпра — стеарпп, пальмитин п олеин. Осуществил синтез ацетилена из углерода н водорода. Из ацетилена получил этилен, этап и бензол, показав своими син­ тезами генетическую связь жпрпого и ароматического рядов. Провел обширные калориметрические измерения. Выдвинул «принцип максимальной работы», сыгравший, несмотря на его неточность, положительную роль в развитии термохимии. Автор работ по истории химии [12].

24

Он не признавал периодический закон Д. И. Менделе­ ева, так как его нельзя было сформулировать на основе столь «полюбившихся» ему эквивалентов [12, стр. 209].

Французский ученый отвергал и теорию химического строения, поскольку она являлась логическим развитием атомно-молекулярного учения. Он скептически относился и к теории электролитической диссоциации С. Арреннуса.

«От Бертло в Париже, — вспоминал впоследствии Вериер, — я узиал, что вполне возможно разрешать хи­ мические проблемы на основе концепций, отличающихся от тех, которые признавались в то время» [1, стр. 24]. Вернер, последовательно проводивший в своих работах взгляды, вытекающие из атомно-молекулярного учения, никак не мог симпатизировать этим «отличающимся кон­ цепциям» французского ученого. Ему оставалось только с грустью констатировать, что большой мастер класси­ ческого органического синтеза отдал щедрую дань многим

теоретическим заблуждениям.

Однако

в одном

вопросе

их позиции совпадали — оба

ученых

пегативно

относи­

лись к господствовавшим тогда представлениям о валент­ ности. Но и здесь было весьма существенное различие. Вернер выдвинул свои, весьма оригинальные, взгляды на проблему валентности, тогда как Бертло рассматривал учение о валентности как совсем иллюзорную категорию [12, стр. 207J. Вернер, отрицая старое, предлагал взамен новое, а французский ученый ограничивался только отри­ цанием.

Верыеру вместе с тем импонировало, что Бертло пе признавал никаких авторитетов и решительно отстаи­ вал своп взгляды по злободневным вопросам теорети­ ческой химии.

В термохимической лаборатории Коллеж де Франс Вернер выполнил, по-видимому по совету Бертло, первое исследование по неорганической химии — «Об основном нитрате кальция» [14]. В этой работе определен тепловой эффект образования синтезированного соедпнения; это сви­ детельствует о том, что автору удалось овладеть довольно сложной методикой термохимических измерений. В Париже был опубликован прочитанный там Вернером доклад «Стереохимия азота», в котором ярко излагались его новаторские представления о пространственном строении аммониевых солей (см. гл. I I I , стр. 218).

Вернер с удовольствием окунулся в парижскую жизнь: посещал картииные галереи Лувра, бывал на художест-

2G

венных выставках, наслаждался искусством прославлен­ ных музыкантов, восхищался театральными постановка­ ми и, наконец, частенько заглядывал в знаменитые кабач­ ки французской столицы.

Время летело быстро, Вериеру казалось даже слишком быстро, и вот настала пора проститься с очаровательным Парижем, осушить прощальный бокал за французских друзей, пожать в последний раз руку доброго, сердечного Марселена Бертло.

В Париже он сделал не столь уже значительную ра­ боту, для выполнения которой не обязательно надо было

ехать во

Францию, ио

зато он

близко

познакомился с

с М. Бертло и другими парижскими светилами.

 

 

Весной 1892

г. Вернер покинул

гостеприимную

Фран­

цию. Теплые

воспоминания о ней

он

сохранил

на

всю

жизнь.

 

 

 

 

 

 

 

 

Приват-доцент Цюрихского политехникума

 

 

В январе 1892 г., когда Вернер

находился в Париже,

Высший

швейцарский

ученый

совет,

рассмотрев

его

«конкурсную работу», признал, что ученый вполне до­ стоин звания приват-доцента. Наконец-то осуществилось заветное желание Вернера — он мог выступить перед студенческой аудиторией, начать чтение лекций в Цюрихском политехникуме.

Итак, первая в жизни лекция ... Она состоялась во вре­ мя летнего семестра 1892 г. На лекции присутствовали не только учащиеся, но и многие представители преподава­ тельской корпорации Цюрихского политехникума. Для своей вступительной лекции Вернер выбрал весьма ак­ туальную, можно даже сказать злободневную, тему: «Критическое освещение современной теории'строения бен­ зола». Он сделал глубокий анализ литературного материа­ ла, сопоставил различные структурные формулы бензола, предложенные в свое время А. Кекуле, А. Клаусом, И. Лошмидтом и другими учеными. С исчерпывающей ясностью ои показал сильные и слабые стороны каждой из этих формул. Затем ои изложил свои взгляды на строе­ ние бензола. Вернер исходил из предположения, что срод­ ство — это сила, передаваемая способом, аналогичным излучению света. По его представлениям, некоторые ато­ мы в бензоле ярко освещены, тогда как другие находятся в тени (см. рис. на стр. 28). Опираясь на свою оригинальную

27

аналогию, Вернер пытался объяснить многие наблюдае­ мые на опыте явления в области химии ароматических соединений. Однако его воззрения ^по данному вопросу представляют теперь только исторический интерес.

Формула бензола по Вернеру

Во время того же летнего семестра 1892 г. Вернер читал свой первый курс лекций (один час в неделю) по одному из теоретических разделов химии — «Атомная теория». В следующем, зимнем семестре (октябрь 1892 г.— март 1893 г.) Вернер читал лекции по двум дисциплинам (каждая по одному часу в неделю) — «Избранные темы неорганической химии» и «Сравнительная органическая химия». 4

В первые годы на педагогическом пути нового приватдоцента было больше шипов, чем роз. Это было вполне понятно, ибо сказывалось отсутствие опыта. К тому же отношения с коллегами и студентами у Вернера иногда осложнялись, его прямолинейностью.

Приват-доцент был всего на несколько лет старше

своих

студентов.

Чтобы придать себе

более

солидный

вид,

он отпустил

бороду и усы; с бородой, правда,

скоро

расстался, но усы носил до конца жизни.

В

летнем семестре (апрель—август)

1893

г. Вернер

в последний раз выступал перед студентами Цюрихского политехникума. Он прочел курс лекций по дисциплине «Стереохимия органических соединений». На зимний семестр 1893/94 года намечалось повторение курса лекций по неорганической химии и новый лекционный курс «Химия нафталина, антрацена и других многоядерных ароматических соединений». Но эти курсы так и остались непрочитанными — 29-го сентября 1893 г. Вернер по­ кинул Цюрихский политехникум. В его жизни произош­ ло большое"1 событие — он1 был-5 избран профессором Цюрихской высшей школы. Как же случилось, что совсем молодому приват-доценту, недавно рожденному доктору философии, которому еще не исполнилось 27 лет, было

28

оказано такое высокое доверие? Всему «виной» — гени­ альность Вернера, ярко проявившаяся в его знаменитой координационной теории.

Не эволюция, а революция

В 1893 г. в истории современной неорганической хи­ мии произошло событие, которое невозможно переоце­ нить — в немецком «Журнале неорганической химии» появилась большая, на 63 страницах, статья Вернера «О строении неорганических соединений» [15], в которой автор мастерски изложил основные положения созданной им координационной теории, той самой теории, которая знаменовала новую эпоху в развитии представлений о при­ роде и строении комплексных соединений.

В 70—90-х годах прошлого века некоторые видные ученые, и среди них в первую очередь такой глубокий мыслитель, как Д. И. Менделеев, осознавали, что господ­ ствовавшие в неорганической химии воззрения на строе­ ние комплексных соединений наталкивались на серьезные затруднения, вызванные тем, что они не находились в со­ гласии с экспериментальными данными. Однако только Вериеру удалось, откликаясь на «зов времени», «загля­ нуть» в сердцевину комплексных соединений, выдвинув такие теоретические представления, которые до него

внауке вообще не существовали.

Влитературе указывалось, что координационная тео­ рия появилась в результате «озарения», родилась благо­ даря внезапной «вспышке» гения. Вот что писал в своих воспоминаниях П. Пфейффер: «Мы знаем, со слов самого Вернера, что озарение пришло к нему молниеносно. Однажды он проснулся в два часа ночи в состоянии край­ него возбуждения — явилось наконец-то решение, кото­ рое его мозг так долго и настойчиво искал. Он немед­ ленно поднялся с постели и к пяти часам вечера ко­

ординационное

учение

в основном было описано» [16,

стр. 1096].

 

 

Можно ли

как-то

объяснить эту «вспышку» гения,

в результате которой появилась «экзотическая» коорди­ национная теория? Можно ли обнаружить генезис этого внезапного и поразительного, казалось бы, фантастическо­ го озарения, пришедшего однажды ночью к молодому ученому? Почему в мозгу Вернера вдруг как бы сверкнула молния, пролившая яркий свет на темную и таинствен-

29

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ