3. История открытия сильных минеральных кислот

• Псевдо-Джабир: впервые описал концентрированную азотную кислоту ("растворяющая воду"), которую впоследствии стали называть "крепкой водкой" (aqua fortis), а также "царскую водку", получаемую перегонкой селитры, купороса, квасцов и нашатыря (XIV в).

• "Василий Валентин": впервые упомянул соляную кислоту ( spiritus salis) (XV в.)

4. Что такое "стехиометрия"? Кто и когда ввел это понятие?      Стехиометрия (от греч. "стоихеион" – стихия, начало, "метрон" – мера) – так немецкий химик И. Рихтер в 1792 г. назвал проведенные им экспериментальные определения весовых количеств кислот и оснований, при которых образуются нейтральные соли (реакция нейтрализации). Впоследствии это привело к понятию химических эквивалентов ("соединительных весов") и формулировке закона эквивалентов (вещества соединяются в эквивалентных количествах) (Вулластон, 1814). В настоящее время "стехиометрическим" называют соотношение числа атомов разных элементов в формуле химического соединения, если оно выражается небольшими целыми числами; в этом случае говорят также о "стехиометрическом химическом соединении" и о "стехиометрическом составе", подразумевая, что этому составу присуще постоянство (закон постоянства состава). Известны, вместе с тем, и нестехиометрические соединения практически постоянного состава, но чаще нестехиометричность состава означает его непостоянство – способность непрерывно меняться в определенном интервале без качественного скачка свойств.

5. Кто и когда сформулировал закон кратных отношений? В чем его сущность?  Закон кратных отношений сформулировал Дальтон в 1803 г.: если два элемента образуют несколько соединений, то массы одного элемента, приходящиеся на одну и ту же массу другого, относятся как целые числа. Этот закон не сыграл большой роли в истории химии, но был важен для Дальтона, поскольку подтверждал его атомистические представления.

6. Кто и когда создал "химическую атомистику"? В чем ее сущность? "Химическую атомистику" создал Дальтон в 1803 г.:

• Каждый атом есть атом определенного элемента

• Атомы одного химического элемента совершенно одинаковы

• Атомы различных химических элементов неодинаковы по качеству и по их массе 

• Неделимость атома.

Ученые, заложившие основы и способствовавшие становлению радиохимии

• Беккерель: явление радиоактивности (на солях U) (1896)

• М. Склодовская-Кюри: радиоактивность U – свойство его атомов, термин "радиоактивность" (1898), открытие Po и Ra (совместно с П. Кюри) (1898)

• П. Кюри: биологическое действие радиоактивного излучения (1901) Содди, Резерфорд: основы теории радиоактивного распада (1902), понятие "период полураспада" (1903)

• Камерон: термин "радиохимия" (1910)

• Хлопин: теоретические закономерности дробной кристаллизации солей радиоактивных элементов (1924), закон разделения радиоактивных веществ посредством изоморфной кристаллизации (1950). 

Кем и когда была дана электронная интерпретация валентности? 

• Льюис: теория ковалентной химической связи (концепция обобщенной электронной пары) (1916)

• В. Коссель: статическая электронная теория строения атомов и молекул, основы теории ионной связи (1916)

• Ленгмюр: строение электронных оболочек атомов (1919)

• Полинг, Слейтер: метод валентных связей (1931 – 1934).

Ученые, заложившие основы и способствовавшие становлению квантовой химии

• Гайтлер, Лондон: квантово-механический метод приближенного расчета длины и энергии связи в молекуле водорода (1927)

• Малликен: метод молекулярных орбиталей (совместно с Леннард-Джонсом и Хундом) (1928 – 1932), термин "молекулярная орбиталь" (1932)

• Хюккель: основы квантовой химии органических соединений (1931)

• Полинг, Слейтер: метод валентных связей, гибридизация орбиталей (1931 – 1934).

Ученые, сыгравшие ключевую роль в развитии теории химической связи

• Льюис: концепция общей электронной пары в ковалентной химической связи (1916). В. Коссель: основы теории ионной связи (1916)

• Ленгмюр: строение электронных оболочек атомов (1919).

• Сиджвик: координационная связь (в рамках представлений электронной теории валентности) (1923).

• Малликен: метод молекулярных орбиталей (совместно с Леннард-Джонсом и Хундом) (1928 – 1932)

• Борн: статистическая интерпретация волновой функции, электронная плотность – мера вероятности нахождения электрона в данной точке (1926)

• Полинг, Слейтер: метод валентных связей (1931 – 1934).

Ученые, развивавшие химическую термодинамику в первой половине ХХ в

• Нернст: тепловая теорема (энтропия химически однородного твердого или жидкого тела при абсолютном нуле температуры равна нулю) (1906)

• Джиок: экспериментально доказал теорему Нернста (1933), после чего ее стали называть третьим началом термодинамики

• Онсагер: неравновесная термодинамика; теорема о свойствах симметрии кинетических коэффициентов (1931)

• Пригожин: неравновесная термодинамика; теорема, согласно которой стационарному состоянию системы (в условиях, препятствующих достижению равновесия) соответствует минимальное производство энтропии (1947).

Ученые, развивавшие химическую кинетику в первой половине ХХ в

• Траутц: теория активных столкновений (1916)

• Мак-Льюис: теория активных столкновений (1918)

• Линдеман, Кристиансен: теория мономолекулярных реакций (1921)

• Хиншельвуд, Семенов: теория цепных реакций (1928)

• Эйринг, Поляни, Эванс: теория активированного комплекса (1935).

Ученые, сыгравшие ключевую роль в исследовании катализа в первой половине ХХ в

• Сабатье: изучение каталитической гидрогенизации и дегидрогенизации, теория гидрогенизационного катализа (образование нестойких промежуточных соединений) (1897 – 1911)

• Ипатьев: введение в гетерогенный катализ высоких давлений (1900), начало использования многокомпонентных катализаторов (1911)

• Оствальд: катализатор – вещество, которое изменяет скорость реакций, но отсутствует в конечных продуктах (1901), способ каталитического окисления аммиака до азотной кислоты (1903)

• Габер: синтез аммиака на железе (1908)

• Тейлор: представление об активных центрах катализаторов (1925)

• Баландин: мультиплетная теория катализа (1929)

• Кобозев: теория ансамблей (1939)

• Волькенштейн: основы электронной теории адсорбции и катализа на полупроводниках (1940 – 1950-е).

Примеры решения технологических задач с помощью каталитических реакций: 

• Получение NH₃ (из N₂ и H₂, катализатор – Fe)

• Получение HNO₃ (каталитическое окисление NH₃, Pt-Rh-катализатор)

• Получение (–CH₂–CH₂–)_n высокой плотности (катализаторы Циглера-Натты)

• Получение C₂H₅OH (гидратация СН₂= СH₂, катализатор – H₃PO₄).

Ученые, сыгравшие ключевую роль в исследовании поверхностных явлений

• Гиббс: термодинамика адсорбции (1874 – 1878)

• Ленгмюр: мономолекулярные адсорбционные слои, изотерма адсорбции (1916)

• Фрейндлих: зависимость адсорбции от температуры (1920 – 1922)

• Тейлор: общая теория адсорбции, зависимость хемосорбции от различных параметров (1931)

• Леннард-Джонс: возможность образования ковалентной связи атома адсорбата с поверхностью адсорбента (1932)

• Дубинин: общая теория динамики сорбции паров и газов (1936 – 1937)

• Киселев: молекулярно-статистические расчеты адсорбции (1978 – 1979).

Ученые, заложившие основы хроматографии Цвет: основы хроматографии (1903 – 1906)

• Тиселиус: фронтальная адсорбционная хроматография (1931 – 1935)

• Измайлов, Шрайбер: основы метода тонкослойной хроматографии (1938)

• Мартин, Синг: распределительная хроматография, теория хроматографических процессов (1944)

• Порат, Флодин: метод гель-проникающей хроматографии (1959)

• Киселев: адсорбенты для хроматографии, хроматоскопия (1978 – 1979).

Ученые, заложившие основы и способствовавшие становлению коллоидной химии Грэм: кристаллоиды и коллоиды (1861), золи и гели (1864)

• Зигмонди: ультрамикроскоп (1903), структура гелей (с 1911)

• Эйнштейн, Смолуховский: молекулярно-статистическая теория броуновского движения (1905)

• Перрен: экспериментальные исследования коллоидных систем и броуновского движения, седиментация (1908 – 1913)

• Ребиндер: явление понижения прочности твердых тел вследствие обратимого физико-химического воздействия среды (эффект Ребиндера) (1928), закономерности образования и стабилизации пен и эмульсий (1935 – 1940). 

Ученые, заложившие основы и способствовавшие становлению химии высокомолекулярных соединений

• Берцелиус: понятие о полимерии (1831)

• Э. Фишер: принципы строения белков и полисахаридов, классификация полимеров (монотонные и смешанные) (начало ХХ в.)

• Штаудингер: полимеры – вещества, состоящие из макромолекул (1922), теория цепного и разветвленного строения макромолекул (1922), реакция трехмерной полимеризации (совместно с Хейером) (1934)

• Карозерс: понятия о линейной и трехмерной поликонденсации (1929), синтез хлоропренов, полиамидов (1930-е)

• Флори: кинетика трехмерной поликонденсации (1941 – 1952), теория растворов полимеров (1940-е)

• Циглер, Натта: комплексные (смешанные) катализаторы полимеризации (1954), синтез стереорегулярных полимеров (1955).

Ученые, сыгравшие ключевую роль в создании и развитии рентгеноструктурного анализа

• Лауэ: открытие дифракции рентгеновских лучей на кристаллах (1912) 

• У.Г. Брэгг (отец): рентгеновский спектрометр (1913), изучение структуры кристаллов с помощью рентгеновских лучей (совместно с сыном) (начиная с 1913), 

• У.Л. Брэгг (сын): изучение структуры кристаллов с помощью рентгеновских лучей (совместно с отцом), соотношение Брэгга-Вульфа (1913), строение силикатов (1925 – 1930), основы структурного анализа белка (1946 – 1950)

• Дебай: метод исследования дифракции рентгеновских лучей в кристаллических порошках и жидкостях (1916)

• Кендрю: третичная структура миоглобина (1957)

• Перутц: третичная структура гемоглобина (1957)

• Кроуфут-Ходжкин: структура пенициллина (1949) и витамина В₁₂ (1956)

• Карле, Хауптман: прямые методы рентгеноструктурного анализа (1950-е – 1970-е).

Ученые, сыгравшие ключевую роль в создании и развитии спектроскопии электронного парамагнитного резонанса и ядерного магнитного резонанса

• Электронный парамагнитный резонанс Зееман: открытие расщепления спектральных линий паров Na в магнитном поле (1896) Эйнштейн, Эренфенст: гипотеза об индуцированных переходах между магнитными энергетическими подуровнями атомов (1922) Завойский: открытие явления электронного парамагнитного резонанса (1944)

• Ядерный магнитный резонанс Блох, Перселл: открытие ядерного магнитного резонанса (1946) Эрнст: двумерная и многомерная Фурье-спектроскопия (1980-е)

Основные направления развития биоорганической химии в ХХ в.

• Низкомолекулярные природные соединения

• Витамины

• Фотосинтез и биоэнергетика

• Белки, ферменты

• Полинуклеотиды, генная инженерия

• Химия лекарств.

Ученые, изучавшие низкомолекулярные биологически активные соединения в первой половине ХХ в. (кроме витаминов)

• Валлах: терпены (с 1884)

• Ружичка: высшие терпены (с 1921)

• Бутенандт: половые гормоны (1929 – 1935) 

• Виланд: желчные кислоты (1910 – 1915)

• Робинсон: алкалоиды (с 1925).

Ученые, заложившие основы и способствовавших становлению химии витаминов

• Функ: понятия "витамин" (1911), "авитаминоз" (1912)

• Хопкинс: витамины А и D в молоке (1921)

• Сент-Дьердьи: выделение витамина С и его состав (1928)

• Дам: открытие и выделение витамина К (1929)

• Виндаус: брутто-формула витамина В₁ (1932), строение витамина D₂ (1935)

• Каррер: выделение витамина А и установление его строения (1931), синтез и установление строения витамина В₂ (1935), синтез витамина Е (1938), выделение витамина К₁ и установление его структурной формулы (1939).

Ученые, сыгравшие ключевую роль в изучении фотосинтеза

• Вильштеттер: строение молекулы хлорофилла (1907 – 1910)

• Х. Фишер: строение хлорофиллов a (1929) и b (1940)

• Калвин: цикл превращений углерода при фотосинтезе (1956)

• Вудворд: синтез хлорофилла (1960).

Ученые, заложившие основы молекулярной биоэнергетики

• Хилл: выделение тепла в мышцах (1922)

• Мейергоф: гликоген (в мышце) моносахарид + молочная кислота (начало 1920-х)

• Кребс: цикл аэробного окисления веществ в организмах (1937)

• Липман: АТФ – аккумулятор энергии (1953)

• Митчелл: хемиосмотическая теория окислительного фосфорилирования (1966).

Ученые, сыгравшие ключевую роль в изучении структуры белка

• Фишер: пептидная связь, олигопептиды (с 1899)

• Зелинский: аминокислотный состав белков (начало 1910-х)

• Полинг: -спирали и -структуры в белках (конец 1940-х)

• Перутц,Кендрю: рентгеноструктурный анализ гемоглобина и миоглобина (1957)

• Сенгер: первичная структура инсулина (1958).

Когда возникла и какие задачи решает молекулярная биология? Молекулярная биология – химические основы биологических процессов, описание этих процессов на молекулярном уровне. Возникла на рубеже 19 – 20 вв. Термин появился в 1930-х гг. Важнейшие задачи: исследование механизма хранения и передачи наследственной информации, изучение механизма действия биоактивных соединений, в частности лекарств.

Ученые, сыгравшие ключевую роль в изучении структуры и функций нуклеиновых кислот

• А. Коссель: нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды (1890)

• Эйвери: ДНК – носитель генетической информации (1944)

• Тодд: нуклеотид = азотистое основание [А, Г, Ц, Т (У)] + моносахарид + PO₄; ДНК, РНК  полинуклеотиды (начало 1950-х)

• Уотсон, Крик: двойная спираль ДНК (1953)

• Очоа: синтез РНК in vitro (1955)

• Корнберг: синтез ДНК in vitro под действием полимеразы (1956 – 1967).

Ученые, сыгравшие ключевую роль в расшифровке генетического кода

• Ниренберг: расшифровка кодона УУУ (фенилаланин) (1961)

• Холли: структура тРНК – переносчика аланина (1965)

• Корана: синтез ДНК и РНК с различной последовательностью кодонов, расшифровка всех 64 кодонов (1966). первый искусственный ген (1970)

• Сенгер: первичная структура РНК (1967) и ДНК (1977)

• Гилберт: метод определения первичной структуры ДНК (разрыв ДНК по определенному нуклеотиду (1977).