Лев Гумилевский - Бутлеров

• Название: Бутлеров
• Автор: Лев Гумилевский
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1952

В настоящем издании представлен биографический роман об Александре Михайловиче Бутлерове (1828–1886), российском химике-органике. А. Н. Бутлеров создал и обосновал теорию химического строения, согласно которой свойства веществ определяются порядком связей атомов в молекулах и их взаимным влиянием. Первым объяснил явление изомерии, синтезировал ряд органических соединений.

---

Мало этого, по мнению одних, химические формулы такого рода выражают строение вещества, а по мнению других — лишь ход реакции соединяющихся элементов.

Необходимость договориться, согласовать мнения чувствовалась всеми. Первые попытки такого рода как раз и делались во время пребывания Бутлерова за границей. Существенно важным результатом этих попыток было установление четырехвалентности углерода, то-есть способности атома углерода удерживать в связи с собою четыре атома другого элемента, принятого за одновалентный, как, например, водорода.

Бутлеров, дружески общавшийся со всеми виднейшими химиками того времени и знакомившийся с их новыми работами еще до опубликования этих работ, приписывал честь первого указания на четырехвалентность углерода Кекуле. Но в действительности к тому же заключению, независимо друг от друга, почти одновременно пришли и Герман Кольбе (1818–1884), и Арчибальд Купер (1831–1892), и Эдвард Франкланд (1825–1899), как можно судить по их работам, посвященным развитию той же идеи.

Подобно тому как для кристаллизации перенасыщенного раствора достаточно бросить в него микроскопическую долю растворенного вещества, новые факты, установленные наукой, привели в ясность все догадки Бутлерова, осветили весь хаотический материал, накопленный к его времени органической химией.

Бутлеров начинает по-новому понимать химические превращения и с первых же шагов чувствует под собой твердую почву. Конечно, от установления четырехвалентности углерода до определенной и четкой теории строения молекулы еще очень далеко: надо еще установить характер и способ связи атомов в сложном химическом соединении, выяснить взаимное влияние атомов и прежде всего испытать новую теорию на проблеме изомерии, выяснив причины и виды ее.

Одно было, однако, несомненным для Бутлерова: и строение молекулы органических веществ, и самая многочисленность углеродистых соединений, заставившая разделять химию на органическую, или химию углерода, и на неорганическую, и самая сложность органических соединений, и трудность их изучения — все это объясняется двумя простыми, твердо установленными фактами: углерод в подавляющем большинстве соединений четырехвалентен, а атомы углерода способны вступать в соединение не только с атомами других элементов, но и друг с другом в самых разнообразных и неожиданных сочетаниях, но не случайных.

И вот в то время когда среди европейских химиков господствовало еще мнение, что никому и никогда не удастся открыть того, каким образом строится молекула органического вещества, молодой русский ученый в январе 1858 года в Парижском химическом обществе выступает с докладом, в котором он прямо говорит, как, по его мнению, устроена молекула метана, хлористого метила, хлороформа и других органических веществ, молекулы которых имеют «однотипную молекулярную структуру», то-есть однотипное строение.

Это была первая в мире попытка раскрыть строение молекулы органического вещества, исходя из того положения, что, вступая в химическое соединение, атомы входящих в его состав элементов затрачивают свои валентности на связь друг с другом.

Если уподобить валентность атомов, скажем, рукам или щупальцам, то становится ясным, что образующаяся в соединении молекула построится не случайно, а строго закономерно, так как «сцепиться» как-нибудь иначе, чем позволяют валентности, атомам невозможно.

Все это было показано докладчиком ясно и убедительно. Тут же он высказал замечательное предположение, что в рассмотренном им ряду молекулярных структур существует еще не известное химикам органическое соединение, а именно «метиловый гликоль». Именно строгий порядок, в котором располагаются атомы, вступая в химическое соединение, убеждал, что между метиловым спиртом и муравьиной кислотой должно находиться еще одно химическое соединение.

В заключение своего доклада Бутлеров заявил:

«Экспериментальные исследования дадут нам основание для настоящей химической теории, и она будет математической теорией для молекулярной силы, которую мы называем химическим сродством. Но так как сродство служит причиной не только химических превращений, но также и определенной группировки элементарных атомов в сложных частицах, то это сродство должно быть изучаемо не только во время вызываемого им молекулярного движения, но и в состоянии равновесия».

Доклад Бутлерова в Парижском химическом обществе совершенно точно определил нарождавшуюся теорию как теорию химического строения, или структуры, и это название осталось за нею навсегда, как навсегда связалось с нею и имя Бутлерова.

4. ОПЫТНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЗАКЛЮЧЕНИЯ БУТЛЕРОВА

Возвратившись в Казань, Бутлеров прежде всего занялся улучшением университетской лаборатории. Характеристика великого ученого была бы не полной, если бы мы не рассказали о том, что было сделано им для практического преподавания химии.

Химическую лабораторию в Казани Александр Михайлович получил в весьма примитивном состоянии. Рабочее помещение состояло из одной, правда большой, в семь окон, комнаты. Два рабочих стола, большая печь, горн, песчаная баня без тяги, две переносные калильные печи — вот и все оборудование лаборатории. Тут велись научные исследования, здесь же подготовлялись опыты для лекций, мылась грязная посуда.

За невысокой перегородкой находилась и каморка старика-служителя.

Студенты работали на подоконниках больших окон. Газа не было, все пользовались спиртовыми лампами или углями. Если приходилось делать органический анализ, устраивались кое-как на печи.

И тем не менее Казанский университет прежде всего своей химической лаборатории обязан почетным местом в истории науки.

Познакомившись за границей со всеми преимуществами работы на газе, Бутлеров немедленно по возвращении в Казань начинает хлопотать об устройстве газового завода для лаборатории. Правление университета дало на это средства. Лаборатория была несколько перестроена: появился шкаф для тяги, к рабочему помещению прибавилась еще одна комната.

Надо упомянуть и о том, с какой опасностью соединялись занятия в лаборатории. Из-за недостатка средств невозможно было и думать об устройстве особого здания для газового заводика. Поэтому решили поместить печь с ретортой под передней, а газометр под главной рабочей комнатой. Мастерами были отставные солдаты-татары, едва ли понимавшие, что такое взрыв на газовом заводе. Лаборатория, таким образом, помещалась как бы на вулкане. Когда Бутлеров уехал в Петербург и лаборатория перешла в руки Марковникова, опасность еще более возросла. Для практических занятий, в особенности по аналитической химии, правда, была устроена стеклянная галлерея для работ с вредными газами. Но одновременно встал вопрос об увеличении газового завода ввиду прибавившегося числа студентов. Совет университета дал средства, с тем, однако, чтобы химическая лаборатория снабжала газом и все другие лаборатории.

Когда Казань получила городской газ, А. М. Зайцев, достойный преемник химических традиций Клауса, Зинина и Бутлерова, воспользовался этим случаем, чтобы все освободившиеся помещения присоединить к лаборатории.

Денежные средства лаборатории в пятидесятых и в начале шестидесятых годов были весьма скудны. Ежегодная сумма, отпускавшаяся на лабораторию, не превышала четырехсот рублей. Прибавлял еще иногда столько же университет, но все вместе составляло ничтожную сумму. Между тем оборудование для лаборатории приходилось выписывать или из-за границы, или из Петербурга и за одну перевозку уплачивать рублей по двести в год.

Отпускаемых средств нехватало даже на то, чтобы заказать рабочий стол для практикантов, число которых с каждым годом возрастало. Марковников, будучи студентом четвертого курса, собрал по подписке между работавшими двенадцать рублей, чтобы заказать стол на шесть мест, а недостающие десять рублей добавил Бутлеров. Недостаток средств тормозил работу как самого Бутлерова, так и его учеников. С введением нового устава в 1863 году все вздохнули свободнее: лаборатория стала получать около двух тысяч рублей, что казалось уже огромным богатством.

В этой значительно улучшенной химической лаборатории Казанского университета и начал серию новых работ ее руководитель.

За три года, предшествующие второй заграничной поездке, Бутлеров провел шесть чрезвычайно интересных исследований.

В первой работе этого периода, напечатанной в начале 1859 года, подтверждается прежде всего новыми данными состав уксусного эфира метиленгликоля и затем описываются «новые опыты, при помощи которых Бутлеров рассчитывал получить метиленгликоль. Правда; получить это соединение Бутлерову не удалось, но он получил новое интересное соединение, названное «диоксиметиленом». В этой же работе дано описание не приведших к положительным результатам опытов приготовления в свободном виде радикала метилена.