У свеце вялікіх малекул
Памер: 262с.
Мінск 1959
Берцэліус павіншаваў Велера з вельмі важным і вялікім адкрыццём, але застаўся па-ранейшаму пры сваіх поглядах. Адкрыццё Велера не магло пахістаць веру ў «жыццёвую сілу» і сярод іншых выдатных хімікаў таго часу, якія трымаліся віталістычных поглядаў.
Разгром віталізма настаў значна пазней — у пяцідзесятых гадах мінулага стагоддзя, калі Бертэла атрымаў у лабараторыі штучным шляхам тлушчы і воцатную кіслату.
Накапленне новых фактаў, адкрыццё новых арганічных рэчываў заахвочвала хімікаў ствараць усё новыя тэорыі.
У трыццатых гадах хімікі выявілі ў малекулах ацэтону і воцатнай кіслаты аднолькавую групу атамаў. Яе назвалі метылам (СН3). Якраз такую ж групу атамаў знаходзілі і ў драўняным спірце і метылавым эфіры.
Яе можна сустрэць у сінім фарбавальніку, які так добра фарбуе шоўк і шэрсць, і ў стэарынавай свечцы, і ў сланечнікавым алеі, і ў тысячах іншых арганічных рэчываў.
У малекулах многіх арганічных злучэнняў хімікі знайшлі групу, якая складаецца з тых жа атамаў, што і метыл, але ў іншых суадносінах. У ёй было два атамы вугляроду і пяць атамаў вадароду. Яна была названа этылам (С2Н5). Яе можна сустрэць у вінным спірце (адсюль назва — этылавы), у серным эфіры, у прапіёнавай кіслаце.
У некаторых арганічных рэчывах былі выяўлены групы, якія складаюцца з двух атамаў вадароду і аднаго атама азоту, — аміны (NH2).
Велер і Лібіх, робячы аналіз горка-міндальнага масла, выявілі ў ім групу, у якой, апрача атамаў вугляроду і вадароду, былі і атамы кіслароду. Яе назвалі бензаілам (С7Н5О).
Вось гэтыя групы, гаварылі хімікі, і з’яўляюцца «карэннямі» арганічных злучэнняў. Таму іх назвалі радыкаламі (па латыні «радыкс» — корань).
Упершыню паняцце аб радыкале, як групе атамаў, якія ўваходзяць у састаў арганічнай малекулы, увёў у хімію яшчэ ў канцы XVIII стагоддзя выдатны французскі хімік Лавуазье. У адной са сваіх работ ён пісаў, што часткі малекул арганічных рэчываў, злучаныя з кіслародам, складаныя, гэта значыць яны складаюцца з некалькіх атамаў.
Праз некалькі дзесяцігоддзяў другі славуты французскі вучоны Гей-Люсак заўважыў, што ў цыяністых злучэннях — сінільнай кіслаце, цыяністым каліі — змяшчаецца складаная група атамаў— цыян (CN).
Гэта былі першыя вехі на шляху да стварэння тэорыі радыкалаў. Аднак спатрэбілася яшчэ больш за паўтара дзесятка гадоў, каб яна атрымала належнае афармленне і прызнанне хімікаў.
3 атамаў некалькіх элементаў можа ўтварыцца вялікая колькасць розных радыкалаў, a з розных радыкалаў можна атрымаць якую пажадана колькасць арганічных злучэнняў. Вось у гэтым і тоіцца прычына такой велізарнай разнастайнасці свету жывой прыроды.
Падобна да таго як са стандартных блокаў можна пабудаваць і маленькі домік, і велізарны шматпавярховы небаскроб, так і з асобных радыкалаў складаюцца малекулы разнастайнейшых арганічных злучэнняў.
Тэорыя радыкалаў прывяла Берцэліуса і яго прыхільнікаў у захапленне. Яны ажылі духам. Здавалася, што вось цяпер можна будзе растлумачыць будову малекулы арганічных рэчываў з дапамогаю электрычных зарадаў.
3 прычыны таго, што гэтыя атамныя групы — радыкалы — пераходзяць з аднаго злучэння ў другое ў нязменным саставе, гаварылі яны, то іх трэба разглядаць таксама, як асобныя атамы ў неарганічных злучэннях. Так, радыкал метыл, злучаючыся з хлорам, утварае хлорысты метыл, гэтак жа сама як натрый, уступіўшы ў рэакцыю з хлорам, утварае малекулу спажыўной солі. Той жа метыл, злучаючыся з кіслародам і вадародам, утварае драўняны спірт, падобна да таго як натрый, злучаючыся з тымі ж элементамі, утварае едкую шчолач.
Таксама будуць паводзіць сябе і іншыя радыкалы. Напрыклад, этыл, злучаючыся з кіслародам і вадародам, утварае вінны спірт, з хлорам — хлорысты этыл, з бромам — бромісты этыл, або прапіл, які падобным жа чынам можа злучацца з тымі ж элементамі.
Тэорыя радыкалаў дазволіла разбіць на класы шматлікія арганічныя рэчывы, а гэта дало магчымасць заўважыць агульныя рысы ў розных злучэнняў.
Яна з’явілася першай тэорыяй, якая дапамагла ўпарадкаваць хаос, панаваўшы ў арганічнай хіміі ў трыццатых гадах мінулага стагоддзя.
Аднак, гэта была апошняя перамога Берцэліуса.
У 1834 годзе вядомы ў той час французскі хімік Жан Дзюма атры-
маў ад каралеўскага інтэнданта прапанову правесці хімічны аналі.з васковых свечак, якія асвятлялі залы каралеўскага палаца ў Цюільры. Справа ў тым, што на апошнім балі свечкі чамусьці гарэлі полымем, якое курэла. Затым залы паступова напоўніліся моцна раздражняльнай, удушлівай парай. Многім дамам зрабілася млосна. Каралеўскае свята было сапсавана.
Дзюма даследаваў састаў свечак і вызначыў, што фабрыкант, які пастаўляў іх у палац, адбельваў воск хлорам. Пры гарэнні свечак хлор выдзяляўся ў выглядзе пары саляной кіслаты. Выявілася, што ў малекулах воску пасля адбельвання паменшылася колькасць атамаў вадароду, але затое з’явілася дакладна тая ж колькасць атамаў хлору.
Дадатныя атамы вадароду былі замешчаны адмоўнымі атамамі хлору. Такі вывад супярэчыў і электрахімічнай тэорыі і тэорыі радыкалаў. На месца атама з дадатным зарадам стаў атам з адмоўным. Але ж такая замена павінна была б поўнасцю змяніць уласцівасці воску, а тым не менш з адбеленага воску рыхтавалі такія ж свечкі, як і з неадбеленага.
Мімаволі напрошваўся вывад — тэорыя радыкалаў няправільная.
Правяраючы сваю думку, Дзюма даследаваў многія аргачічныя злучэнні. Вывучаючы дзеянне хлору на спірт, ён высветліў умовы ўтварэння хлараформу.
Але яшчэ больш дзіўныя вынікі дала апрацоўка хлорам воцатнай кіслаты, у якой змяшчаецца радыкал метыл. Усе тры атамы вадароду замясціліся хлорам. Утварылася рэчыва, адкрытае яшчэ 50 гадоў да таго рускім акадэмікам Товіем Ягоравічам Ловіцам,— хлорвоцатная кіслата.
«Мне ўдалося,— пісаў Дзюма,— замясціць хлорам увесь вадарод, які змяшчаецца ў воцатнай кіслаце. Такім чынам, я атрымаў воцатную кіслату, пазбаўленую вадароду. Атрыманы хлорвоцат усё яшчэ з’яўляецца кіслатой таксама, як звычайны воцат, яго кіслотныя ўласцівасці ні ў чым не змяніліся».
Дзюма лічыў, што вадарод у арганічных малекулах можа свабодна замяшчацца не толькі хлорам, але і бромам і ёдам. Замяшчаць вадарод могуць і сера, і азот, і іншыя радыкалы.
Гэтае адкрыццё нанесла цяжкі ўдар па тэорыі радыкалаў. Яно поўнасцю разбурыла ўяўленне аб нязменнасці радыкалаў.
3. Гісторыя адной спрэчкі
Ідэі Дзюма выклікалі жывы водгук сярод многіх хімікаў, якія віталі новую тэорыю, спадзеючыся з яе дапамогаю растлумачыць утварэнне разнастайных класаў арганічных злучэнняў.
Яны выклікалі рэзкую крытыку з боку Берцэліуса. У 1883 годзе на адным з паседжанняў французскай Акадэміі навук было прачытана яго пісьмо, прысвечанае актуальным у той час пытанням хіміі. He забыта была ў ім і тэорыя замяшчэння Дзюма.
«Гэтая тэорыя,— пісаў Берцэліус,— згодна з якой, напрыклад, хлор можа замяшчаць вадарод той жа колькасцю атамаў і займаць яго
месца, на маю думку, зробіць шкодны ўплыў на прагрэс навукі. Яна кідае няправільнае святло на рэчы і перашкаджае адрозніваць іх у сапраўдным выглядзе».
Берцэліус ніяк не мог згадзіцца з тым, што такі адмоўны элемепт, як хлор, становіцйа ў радыкале на месца вадароду. Гэта супярэчыла, паводле яго думкі, самому прынцыпу хіміі.
Дзюма не затрымаўся адказаць на нападкі Берцэліуса. Ён апублікаваў артыкул у акадэмічным часопісе, у якім спакойна, па-дзелавому, без зняважлівых выразаў і крыўдных заўваг, прыводзіпь доказы справядлівасці тэорыі замяшчэння.
Але Берцэліус не задаволены тлумачэннямі Дзюма. ён па-ранейшаму застаецца праціўнікам тэорыі замяшчэння. Нават атрыманне Дзю.ма хлорвоцатнай кіслаты, якое выклікала вялікую сэнсацыю сярод хімікаў, не прымушае шведскага вучонага адмовіцца ад сваёй думкі. Факты нельга было аспрэчваць нават пры варожых або, ва ўсякім выпадку, нядобразычлівых адносінах да тэорыі замяшчэння.
Таму Берцэліус спрабаваў даць другое тлумачэнне гэтаму адкрыццю. ён лічыць, што хлор, уступаючы ў арганічныя злучэнні на месца вадароду, адыгрывае тую ж ролю, што і кісларод. ён злучаецца з дадатным вуглевадародным радыкалам. Цела, якое змяшчае вуглярод, задарод і хлор, з’яўляецца, паводле яго думкі, хларыдам радыкала.
Хлорвоцатная кіслата — гэта хлорвокіс. Яна прадстаўляе сабой злучэнне шчаўевай кіслаты з хлорвугляродам: С2О3 + С2СІ6 ( + вада). Воцатная ж кіслата — гэта злучэнне радыкала ацэтылу з трыма атамамі кіслароду: С4Н6 + О3 ( + вада).
Такім чынам, Берцэліус у супрацьлегласць Дзюма адмаўляў роднасць уласцівасцей воцатнай і хлорвоцатнай кіслот.
Абараняючы свой пункт гледжання, Берцэліус пісаў: «Я лічу, што найбольш адпаведным хімічным прынцыпам з’яўляецца такі погляд на састаў такога велізарнага класа злучэнняў, змяшчаючых кісларод і хлор, які аднолькава ўжывальны да ўсіх гэтых злучэнняў, і я пакідаю іншым права рабіць вывад аб тым, ці мае тэорыя замяшчэння Дзюма гэтую ўласцівасць. Хто жадае ствараць новыя тэорыі, той павінен, калі гэта яму ўдасца, прыняць пад увагу ўсю навуку ў цэлым».
Дакараючы іншых, і ў першую чаргу Дзюма, у недастатковай навуковай абгрунтаванасці ідэй, якія ім выказваліся, Берцэліус сам упарта чапляўся за вельмі адвольныя меркаванні і гіпотэзы.
Супраць тэорыі замяшчэння выступаў і другі праслаўлены хімік — Лібіх. He падзяляючы ўяўленняў Дзюма, ён лічыў, што няма закону за.мяшчэння, а існуюць толькі асобныя выпадкі, у якіх мае месца замяшчэнне. Але гэта хутчэй з’яўляецца не правілам, а выключэннем з агульнага правіла.
Дзюма, абараняючы сваю тэорыю, не раз гаварыў, што ў арганічных злучэннях можа быць замешчаны не толькі вадарод, але паслядоўна ўсе элемены, уключаючы і вуглярод.
Гэта дало падставу Лібіху апублікаваць у часопісе «Аналы хіміі» выдуманае пісьмо з Парыжа, падпісанае ІІІвіндлерам (па-нямецку швіндлер — аферыст). Аўтар пісьма, высмейваючы тэорыю замяшчэння,
пісаў, што ён апрацаваў воцатнакіслую медзь хлорам... і атрымаў жоўтую крышталічную масу, у якой нічога не было, акрамя хлору і вады.
«Хоць мне вядома,— гаварылася ў пісьме далей,— што пазбаўляіочае колеру дзеянне хлору складаецца з замяшчэння вадароду хлорам і што матэрыялы, якія ў цяперашні час адбельваюць у Англіі па законах замяшчэння, захоўваюць свой тып,— я, тым не менш, лічу, што адкрыццё замяшчэння хлорам вугляроду, атам на атам, належыць мне»1.
КНІГІ ОНЛАЙН
