Теоретики и практики (продолжение)

Наследник великих 

Иоганн Фридрих Вильгельм Адольф фон Байер родился в 1835 году в Берлине в семье офицера прусской армии, автора научных работ по географии и оптике. Окончив престижную гимназию имени Фридриха Вильгельма, Байер поступил в Берлинский университет, откуда потом перевелся в легендарный Гейдельбергский университет, где изучал химию под руководством великих ученых Роберта Бунзена и Фридриха Кекуле. За работу по исследованию органических соединений мышьяка Байеру была присуждена докторская степень. 

Берлинский универитет

После двухлетней работы с Кекуле в Гентском университете (Бельгия), Байер вернулся на родину, где читал лекции по химии в Берлинской высшей технической школе, а потом переехал в Страсбург, где занял место профессора химии в Страсбургском университете в качестве преемника великих Луи Пастера и Шарля Жерара. После смерти Юстуса фон Либиха Байер занял его должность в Мюнхенском университете и затем стал первым ученым, награжденным медалью Либиха. 

Мюнхенский университет

В 1905 году ученый получил Нобелевскую премию «за заслуги в развитии органической химии и химической промышленности благодаря работам по органическим красителям и гидроароматическим соединениям». В 1911 году Общество немецких химиков учредило памятную именную медаль — Adolf von Baeyer Denkmünze. Байер умер в 1917 году в возрасте 81 года в Штарнберге, пригороде Мюнхена.  

Свое первое химическое открытие Адольф сделал… в 12-летнем возрасте, получив новую двойную соль — карбонат меди и натрия. В дальнейшем Байер сосредоточился, главным образом, на проблемах органического синтеза и стереохимии. Он открыл барбитуровую кислоту и барбитураты, получил новый краситель изатин, разработал технологию восстановления органических соединений цинковой пылью, синтезировал индол и его производные, включая искусственный синий краситель индиго, впервые получил пиколины, коллидины, тетрагидронафталин, тетрагидромезитилен, инден, терефталевую кислоту и изомеры гексагидрофталевой кислоты. В 1885 году ученый выдвинул теорию напряжения, устанавливающую зависимость прочности углеводородных циклов от величины углов между связями углерод-углерод. В 1888 году Байер ввел в структурную теорию базовое понятие цис-транс-изомерии (геометрической изомерии), а затем обнаружил цис-транс-изомерию в ряду терпенов. 

Байер создал большую школу немецких химиков-органиков; среди его учеников — Генрих Виланд, Карл Гребе, Карл Либерман, Виктор Мейер,  Герман Фишер, Эдуард Бухнер. Что интересно, Фишер (о нем речь впереди) получил Нобелевскую премию на три года раньше своего учителя.

Исследователь нефти, борец с чумой

Владимир Васильевич Марковников родился в 1838 году в деревне Черноречье Балахнинского уезда Нижегородской губернии (там в то время служил его отец, офицер егерского полка). Окончив гимназические классы Нижегородского дворянского института, Владимир поступил на юридический факультет Казанского университета, но вскоре перешел на естественнонаучный факультет. После получения диплома Марковников по представлению А.М. Бутлерова был оставлен в университете для преподавания и приготовления к профессорскому званию и назначен лаборантом химической лаборатории. 

В 1864 году молодой ученый защитил магистерскую диссертацию по изомерии жирных (насыщенных) кислот, а затем два года стажировался в Германии, в лабораториях Адольфа Байера, Эмиля Эрленмейера и Адольфа Кольбе. После возвращения в Россию преподавал в Казанском университете. В 1869 году защитил докторскую диссертацию по теме взаимодействия атомов в химических соединениях. В 1872 году переехал в Москву, возглавив химическую лабораторию Московского университета (она стала первой лабораторией в России, где женщины могли вести научную работу) и заняв должность ординарного профессора. В 1892 году получил почетное звание заслуженного профессора МГУ. Умер в Москве в 1904 году в возрасте 65 лет, похоронен на Ваганьковском кладбище. 

Ученый сформулировал правило о направлении течения реакций присоединения, отщепления и замещения по двойной связи, а также изомеризации в зависимости от химического строения вещества (правило Марковникова), впервые осуществил синтез циклобутандикарбоновой кислоты и получил суберон, открыл первую реакцию изомеризации циклических углеводородов и новый класс органических соединений — нафтены. На протяжении нескольких лет Марковников систематически изучал состав кавказских нефтей; за выдающиеся исследования в этой области Международный нефтяной конгресс в 1900 году наградил ученого золотой медалью.

Во время русско-турецкой войны 1877–1878 годов Марковников активно занимался организацией медико-санитарной службы в действующей армии. Во время вспышки чумы в 1878 году ученый издал популярную брошюру «Чума в России» и составил «Практическое руководство к дезинфекции».

Искатель равновесия

Анри Луи Ле Шателье родился в 1850 году в Париже в семье инженера, специалиста по строительству железных дорог. После окончания коллежа Роллан Анри получил высшее образование сразу в трех престижных вузах — Политехнической школе, Высшей горной школе и College de France, одновременно работая в лаборатории выдающегося химика Сен-Клер Девиля. Получив диплом, Анри трудился горным инженером в колониальном Алжире и Безансоне (восток Франции), а затем более 30 лет был профессором Высшей горной школы (Ecole Nationale Superieure des Mines de Paris), где читал лекции по общей и технической химии, одновременно преподавая в College de France и Сорбонне. В 1907 году Ле Шателье был избран членом Парижской академии наук, а затем стал почетным членом Лондонского Королевского общества и Академии наук СССР. Умер в 1936 году в альпийской деревне Мирибель-лез-Эшель в возрасте 85 лет.

Высшая горная школа, Париж

Большинство работ Ле Шателье посвящены прикладным проблемам; он был одним из первых химиков, систематически проводившим фундаментальные исследования металлургических и химико-технологических процессов. На основе многолетних исследований ученый создал теорию затвердевания цемента (теорию кристаллизации), после чего сосредоточился на изучении процессов воспламенения, горения и взрыва. Анализируя процесс доменной плавки чугуна, Ле Шателье сконструировал пирометр — оптический прибор, измеряющий температуру раскаленных тел по их цвету. Ученый серьезно усовершенствовал методику исследования металлов и сплавов и создал металлографический микроскоп для изучения строения непрозрачных объектов. 

В 1884 году Ле Шателье сформулировал принцип динамического равновесия, ныне носящий его имя. Согласно этому принципу, система, находящаяся в состоянии устойчивого химического равновесия, при внешнем воздействии (изменении температуры, давления, концентрации реагирующих веществ и т.д.) стремится вернуться в состояние равновесия, компенсируя оказанное воздействие. Этот принцип используется для моделирования самых разных технологических процессов. В 1894 году ученый вывел уравнение, устанавливающее зависимость между растворимостью, температурой процесса и теплотой плавления вещества. 

При активном участии Ле Шателье физическая химия и химическая технология превратились в самостоятельные, активно развивающиеся области науки. 

Первый нобелевский лауреат

«Бархатный сезон» 1852 года был уникальным для развития мировой науки — в течение полутора месяцев этого года на свет появились сразу четыре выдающихся химика — Якоб Вант-Гофф, Анри Муассан, Уильям Рамзай и Герман Фишер. Расскажем о них подробнее.

Якоб Хендрик Вант-Гофф родился 30 августа 1852 года в Роттердаме (Голландия) в семье врача. По окончании Высшей городской школы Якоб получил диплом химика-технолога в Политехнической школе Делфта, а затем продолжил образование в Лейденском и Боннском университетах (при этом в Бонне Якоб учился у великого химика Фридриха Кекуле). Затем Вант-Гофф переехал в Париж, где работал в известной лаборатории Шарля Вюрца. В конце 1874 года молодой ученый защитил докторскую диссертацию, посвященную синтезу цианоуксусной и малоновой кислот. Одновременно с этим Вант-Гофф опубликовал на голландском языке небольшую брошюру, в которой, по сути, изложил одну из фундаментальных основ современной химии — стереохимическую теорию. 

Начиная с 1877 года, Вант-Гофф в течение 19 лет преподавал химию, минералогию и геологию в Амстердамском университете, одновременно работая в организованной им самим и оснащенному по последнему слову техники химической лаборатории. В этот период ученый активно занимался физической химией — проблемами химического сродства, термодинамики, химического равновесия и скорости реакций. В 1884 году Вант-Гофф подвел итоги своей работы в книге «Очерки по химической динамике», в которой, как принято считать, заложены основы современной физической химии. Затем ученый сосредоточился на создании теории твердых растворов. 

Амстердамский университет

В 1896 году Вант-Гофф, избранный действительным членом Прусской академии наук, переехал в Берлин, где стал профессором химии Берлинского университета. Одновременно ученый приступил к решению масштабной прикладной задачи — изучению огромного Стассфуртского калийного (карналлитового) месторождения, расположенного около немецкого города Магдебург. Эта работа, выполнявшаяся в специально созданной лаборатории, заняла около 10 лет и стала важной вехой в развитии геохимии, минералогии и геологии. 

В 1901 году Вант-Гофф первым из химиков получил Нобелевскую премию «в знак признания огромной важности открытия законов химической динамики и осмотического давления в растворах». 

С 1905 года ученый занялся биохимией — в частности, изучением энзимов (ферментов, влияющих на обмен веществ в организме). К сожалению, эту работу Вант-Гофф не довел до конца — в 1911 году он умер в Берлине от туберкулеза в возрасте 58 лет.

Повелитель фтора

Анри Муассан родился 28 сентября 1852 года в Тулузе, на юге Франции, в семье сотрудника железной дороги. Школу Анри закончил в северофранцузском городе Мо, после чего поступил на работу в одну из парижских аптек. После окончания Сорбонны и получения докторской степени в 1880 году Муассан начал работать в аналитической лаборатории известного химика Шарля Фриделя. 

В 1886 году в результате электролиза фтористого водорода ученый получил чистый фтор (подобным способом фтор получают и до сих пор). За это достижение Муассан был награжден денежной премией от Французской академии наук в размере 10 тыс. франков (огромная по тем временам сумма), а затем, в 1906 году — Нобелевской премией.

Выделив фтор, ученый затем получил большое количество фторидов, боридов, карбидов и других сложных химических элементов. Кроме того, Муассан существенно модернизировал электродуговую печь, температура в которой стала достигать 3500°С. 

Ученый скоропостижно скончался в Париже от острого аппендицита в феврале 1907 года, сразу же после возвращения из Стокгольма с церемонии вручения Нобелевской премии. Муассану было всего 54 года. 

Первооткрыватель благородных газов

Уильям Рамзай родился всего через 4 дня после Муассана — 2 октября 1852 года, в Глазго (Шотландия, Великобритания). На этом совпадения не заканчиваются — отец Уильяма тоже был железнодорожником. Окончив колледж и университет Глазго, Рамзай уехал в Германию, где работал в лабораториях Роберта Бунзена и Вильгельма Фиттига, однако франко-прусская война вынудила Уильяма вернуться домой. 

В 1872 году, в 20-летнем возрасте, Уильям защитил докторскую диссертацию по теме «Исследования толуоловой и нитротолуоловой кислот», после чего начал преподавать в колледже Андерсона (Глазго). С 1881 года Рамзай работал деканом химического факультета Бристольского университета. В 1884 году ученый познакомился, а затем установил теплые дружеские отношения с Дмитрием Менделеевым. С 1887 году на протяжении почти четверти века Рамзай возглавлял кафедру химии Университетского колледжа Лондона. После выхода в отставку ученый продолжал научные исследования в домашней лаборатории. В 1916 году 63-летний Рамзай, живший в местечке Хай-Уиком недалеко от Лондона скончался от рака, вызванного, вероятно, радиоактивным облучением. 

Бристольский университет

У Рамзая огромное количество заслуг — он плодотворно занимался получением новых солей и кислот, проводил опыты по анестетикам, существенно продвинул физическую химию (исследования вязкости, капиллярности, термических констант, молекулярных весов, поверхностного натяжения, испарения, диссоциации и других проблем фазового равновесия), изучал явление радиоактивности. Тем не менее, главное достижение ученого — открытие инертных (благородных) газов: аргона, гелия, криптона, неона и ксенона. Именно за это в 1904 году Рамзай получил Нобелевскую премию

Важно и то, что ученый первым принял периодический закон Менделеева в качестве основы преподавания общей и неорганической химии, что, в частности,  нашло отражение в написанном им популярном учебнике «Система неорганической химии» (1891 год). Отметим, что Рамзай был неплохим спортсменом и страстным футбольным болельщиком; нетрудно догадаться, что болел он за Glasgow Rangers. 

Сахар, снотворные, пептиды

Герман Эмиль Фишер родился 9 октября 1852 года в Ойскирхене, близ Кельна, в семье предпринимателя. Окончил Страсбургский университет, преподавал химию в университетах Мюнхена, Эрлангена и Вюрцбурга. С 1892 года — профессор химии Берлинского университет (там же работал и Вант-Гофф). Здесь Фишер преподавал 27 лет, до самой смерти в 1919 году в возрасте 66 лет. 

Ученый начал с исследования строения пуриновых соединений, что в дальнейшем привело к синтезу многих важных веществ (кофеина, теобромина и ряда других). Затем Фишер приступил к изучению углеводов, внеся большой вклад в определение их состава и структуры, разработку номенклатуры. В 1890 году эти работы увенчались синтезом виноградного и фруктового сахара (глюкозы и фруктозы). В самом конце 19 века ученый начал исследования по химии белков и вскоре предложил пептидную теорию строения белка. Кроме того, Фишер разработал эфирный метод анализа аминокислот, открыл новые аминокислоты (валин, пролин и оксипролин), осуществил синтез полипептидов и синтез диэтилбарбитуровой кислоты с получением психотропного препарата веронал (барбитал), ставшего популярным снотворным. Имя ученого носит значительное количество методов в химии — реакция Фишера, проекция Фишера, и т.д.

В 1902 году ученый был удостоен Нобелевской премии («лауреат номер 2») за работы по исследованию пуринов и синтез сахаров. В 1913 году был избран почетным членом Петербургской Академии наук. 

Григорий Волчек