Одноатомный спирт (алкоголь) известен издревле. Глицерин был открыт Шееле еще в 1783 г. Представление о многоатомных спиртах ввел в химию Бертло, считавший глицерин трехатомным. Однако он стоял на ошибочных теоретических позициях и к тому же пользовался эквивалентными обозначениями и сравнивал эфиры глицерина с солями угольной, пирофосфорной и метафосфорной кислот. Больше того, Бертло считал воду входящей в частицу глицерина и изображал состав последнего формулой С6Н5О3 * ЗНО = СбН8О6, где О = 8. Это первое представление Бертло было исправлено Вюрцем[13]. Впрочем, нельзя не отметить, что неточные теоретические предпосылки не помешали Бертло в 1854 г. осуществить путем взаимодействия глицерина с органическими кислотами знаменитый синтез триглицеридов, т. е. жиров. Анализируя открытия Бертло и исследования Уильямсом нитроглицерина, Вюрц пришел к заключению, что нитроглицерин, триацетин, тристеарин и другие триглицериды обладают сходным строением, поскольку они представляют собой глицерин, в котором три атома водорода водных остатков замещены тремя кислотными радикалами.

В рамках теории типов Вюрц относит глицерин к тройному типу воды. Он сопоставляет воду, алкоголь и глицерин следующим образом:

Из этих формул становится ясным, почему обычный спирт, соединяясь с кислотами (одноосновными) может давать только один эфир, в то время, как глицерин образует три эфира. Кроме того, Вюрц обратил внимание на то, что радикал С3Н7 в пропиловом спирте имеет одну емкость химического насыщения; при потере же еще двух атомов водорода он превращается в радикал глицерина С3Н5 с тремя емкостями насыщения. Вюрц делает отсюда прямой вывод: раз имеется два класса спиртов, то совершенно естественно допустить существование спиртов промежуточного класса. Правда, и до Вюрца в трудах некоторых химиков (например, Буффа, Зонненшейна) проглядывала мысль о возможности существования двухатомных спиртов, но эта идея никем не была обоснована так последовательно, как Вюрцем. Он же затем экспериментально подтвердил эту идею. В 1856 г. Вюрц синтезировал простейший двухатомный спирт и назвал его гликолем. Этим названием он хотел подчеркнуть связь нового вещества с глицерином и алкоголем (подробности этого синтеза и использования его в промышленности рассмотрены в следующей главе).

Исследование гликоля показало, что по своим химическим свойствам он очень похож на обычный спирт и отличается от последнего главным образом тем, что в нем могут замещаться другими радикалами уже не один, а два атома водорода. Вслед за этилен гликолем Вюрц сразу же получил двухатомные спирты с тремя, четырьмя и пятью атомами углерода в частице. Это были пропилен-гликоль, бутиленгликоль и амиленгликоль.

Научный мир с большим удовлетворением воспринял открытие Вюрцем гликолей. Сам автор старался как можно правильнее истолковывать свои достижения, тем самым способствуя укреплению теории типов и теории сложных радикалов. И все же эти новые факты наиболее простое и логическое объяснение получили через несколько лет в предельно стройной теории химического строения, к "крепителям" которой можно отнести и Вюрца. В работах по получению и исследованию многоатомных спиртов Вюрц вплотную подошел к идее четырехатомности углерода. Но первыми ее сформулировали в 1857 г. независимо друг от друга два немецких химика -- Г. Кольбе от А. Кекуле.

Свои симпатии к теории типов Вюрц продолжал сохранять и тогда, когда теория химического строения не только была высказана Бутлеровым (1861), но и подкреплена многочисленными новыми исследованиями. В то время Вюрц, например, писал: "теория типов хорошо объясняет множество реакции. которые она рассматривает как двойные разложении, и очень удобна для изложения и классификации" [14]. Даже еще в 1864 г. он с похвалой отзывался о том, что Кекуле придерживается типических формул. По мнению Вюрца, они были значительно удобнее эмпирических брутто-формул (валовые формулы), которыми широко пользовались вначале сторонники унитарной системы. Приверженцы теории типов, в том числе и Вюрц, часто рассматривали эту теорию как неотъемлемую часть унитарной системы. Несостоятельность такого смешения убедительно показал Бутлеров в своем "Введении к полному изучению органической химии". "Необходимо заметить, однако же, -- писал он, -- что понятие о типах, как ни тесно слилось оно с унитарной системой, не представляет ее неотъемлемой, существенной принадлежности и не обладает тем значением для нее, какое имеет понятие о химической частице" [15].

Но с годами, особенно под влиянием статей и писем Бутлерова, Вюрц, хотя и не в полной мере, но начинает уже понимать преимущества структурных формул. Отношение французского химика к различным противоборствующим теориям того времени становится очевидным из его письма Бутлерову от 19 февраля 1864 г., где, в частности, Вюрц пишет: "Ваша статья "Об объяснении некоторых случаев изомерии" напечатана и появится в февральской тетради Bulletin за 1864 г. Я прочитал ее с большим интересом. Я нахожу там некоторые взгляды, которые я сам разделяю, и между прочим то, что в основе типов Жерара лежит идея атомности элементов, что эта идея доминирует в типах и придает им истинный смысл. Затем, вместе с Вами я нахожу, что при попытке выразить с помощью развернутых типических формул все реакции сколько-нибудь сложных тел, эти формулы становятся такими сложными, что лучше обходиться без них. И тем не менее я жалел бы, если бы отказались от типического обозначен их ранее, чем смогли бы заменить его другим, представляющим большие? преимущества. Разве Вас не поражает простота типических толкований? Рожденные как результат внимательного изучения реакций, они дают представление о них гораздо лучше, чем валовые формулы, и, в большинстве случаев, по крайней мере, лучше, чем более сложные формулы, выражающие строение молекулы. Я вполне допускаю пользу и даже необходимость последних формул, когда желают дать себе отчет в способе, которым удерживаются вместе атомы или группы, а следовательно, и тогда, когда желают истолковать многие реакции. Но когда речь идет о телах, сложных но своему составу, то и формулы их обязательно сложные; а в этом случае неуместное пользование ими может повредить ясности изложения" [16].

В ответном письме Бутлеров писал: "Я чрезвычайно доволен, узнав, что Вы разделяете мои взгляды, и должен в то же время добавить что сказанное мною о значении типов Жерара, это -- собственно Ваша идея; идея, которую Вы давно высказывали в Ваших работах. Что касается меня, то я убежден, что те из типических формул, которые достаточны для большей части отношений тел, изображают более, ни менее, как их химическое строение или, по крайней мере, наиболее важную часть его. Я убежден, что, развивая идею атомности элементов, мы вынуждены изображать это строение всякий раз, когда тело достаточно изучено...

Я вполне разделяю Ваши оговорки относительно опыта как основы любых соображений о химическом строении; и сама атомность для меня является не чем иным, как обобщением фактов; вот почему я допускаю, например, четырех- и шестиатомность серы в некоторых случаях. Это допущение, по-видимому, не встречает особого благоволения со стороны г-на Эрленмайера, но я должен заметить, что я еще более боюсь стремления придать гипотезам, каковы бы они ни были, слишком абсолютное значение. И в то же время я не сомневаюсь в необходимости создания гипотез и испытания их действительной ценности" [16].

В последнем замечании Бутлерова проявляется его стихийно диалектический подход к общим методологическим вопросам естествознания; это замечание перекликается с мыслью Энгельса о том, что гипотезу нужно считать формой развития естествознания.

Отстаивая жераровское толкование теории типов, Вюрц повел решительную борьбу с ее противниками, среди которых большим авторитетом пользовались Кольбе и Франкланд. Вюрц писал, что типы Н2, Н2О и NН3 не взяты наудачу, как утверждал Кольбе, а выражают три формы соединений, между которыми теория типов устанавливает связь. Вюрц даже сделал попытку еще больше упростить типы воды и аммиака, предлагая рассматривать их как удвоенные и утроенные типы сгущенного водорода. В то же время он справедливо возражал против введения Кольбе искусственного "четырехосложненного углеродного типа". Однако излишняя приверженность к теории типов приводила Вюрца к ошибкам в толковании явления изомерии. Он, например, для бромистого этилена С2Н4Вг2 предсказывал три изомера, в то время как их могло быть только два, о чем и говорил Бутлеров.

Правильное толкование изомерных отношений органических соединении возможно только в рамках теории химического строения. Вюрц же стремился усовершенствовать теорию, которая не могла по своему существу охватить многих взаимоотношений обширного мира органических соединений. Введение смешанных и сложных типов лишь еще больше вскрывало недостатки теории типов и подчеркивало правоту призыва Бутлерова "идти дальше Жерара" (1858).

Вюрц, как и некоторые другие приверженцы типических взглядов, вначале не признавал влияния Франкланда на эволюцию теории органической химии. Позднее он осознал свою ошибку и полностью признал заслуги Франкланда, назвав его первым основателем понятия о емкости насыщения элементарных атомов, т. е. учения о валентности. После работы I Международного химического конгресса в Карлеруэ (1860) Вюрц -- один из его организаторов и активных руководителей -- все больше внимания уделял вопросам атомности и вообще атомно-молекулярной теории. Ряд его статей, капитальный труд "История химических доктрин от Лавуазье и до настоящего времени" [17] и особенно "Атомическая теория" [18] --сочинение, стоившее, по словам Вюрца, наибольшего труда и более всего удовлетворившее самого автора,-- достаточно полно отражают воззрения Вюрца на эволюцию химических теорий. Содержание и критическая оценка этих работ дается в VI главе настоящей книги. Сейчас же мы рассмотрим ревностное отношение Вюрца к учению о валентности элементов и радикалов.

В своих обобщающих произведениях Вюрц показал, как с открытием закона кратных отношений постепенно возникает представление о различном степени взаимного насыщения атомом, прекратившееся в исходную идею атомности или валентности. Понятие емкости насыщения незаметно было введено в науку изучением радикалов, в которых трудно не заметить это свойство; сам Вюрц сделал это на примерах фосфористой кислоты, глицерина и гликоля.

В работах же Кекуле и Купера соображения о четырех-атомности углерода и способности к взаимному насыщению его атомов сделались уже важной составной частью теории органический химии.

Идею о переменной атомности элементов Вюрц отстаивает во всех своих работах. В этом принципиальном вопросе он стоял на тех же позициях, что и Бутлеров, и поддержал его в полемике с Кекуле. Последний считал, что атомность элементов -- такое же основное и неизменное свойство элементов, как и атомный вес. Но подобный взгляд Кекуле немог выдержать той экспериментальной и теоретической критики, которая обрушилась на него в трудах Бутлерова, Вюрца, Кольбе, Бломстранда и других.

В ходе этой полемики Вюрц сумел показать, как представление об атомности и ее переменности постепенно проникло во все части теории, зарождавшейся в течение полувека, как это представление стройно объяснило свойства радикалов, особенности типов и позволило судить о строении частиц, об их изомерии.

Вюрц быстро признал и представление о том, что в ненасыщенных органических соединениях, например в этилене, акриловой кислоте, ацетилене и других, углеродные атомы связываются между собою несколькими единицами сродства.

В книгах Вюрца вообще довольно логично положена эволюция химических теорий об атомах и молекулах (частицах). Но когда у него появлялась необходимость и возможность отбросить все предшествующие частные теории и заменить их общей и единой теорией химического строения, Вюрц пасовал и делал множество уступок отжившим свой век теориям типов и радикалов. Он но объективно излагал и заслуги некоторых ученых в становлении химической науки, в частности им почти не был отражен основополагающий вклад Бутлерова, его друга и единомышленника во многих принципиальных вопросах теории. Тем более это странно, что в письмах к Бутлерову он восторгается значимостью классических трудов своего русского коллеги и деятельностью Бутлерова как главы научной школы. Больше того, в выступлениях на заседаниях Химического общества и Парижской академии наук, на страницах их периодических изданий Вюрц широко пропагандировал достижения Бутлерова и его учеников. Когда же дело доходило до книг по истории химии, Вюрц отмалчивался. Эта несправедливость и "диспропорция" частично могут быть объяснены установившейся к тому времени в западно-европейской историографии нездоровой традицией пренебрежительного отношения к творчеству восточных народов.

Как известно, для правильных умозаключений о молекулярном составе большое значение имеет точное определение плотности паров вещества.

К середине XIX в. накопилось значительное число случаев, когда вещества показывали аномалию плотности паров. Это привело к представлению о термической диссоциации частиц. В разработке этого важного раздела атомно-молекулярного учения деятельное участие принимал и Вюрц. Исследуя реакции галогенгидратов амилена (хлористого, бромистого и йодистого), Вюрц установил, что плотность пара каждого из этих веществ имеет два различных значения: плотность пара при сравнительно невысокой температуре соответствует нормальному молекулярному составу вещества, плотность пара, наблюдаемая при высокой температуре, имеет вдвое меньшее значение. Этот интересный факт Вюрц объяснил, в соответствии с концепцией Сен-Клер-Девиля, обратимой диссоциацией галогенгидратов амилена при нагревании:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5