Бутлеров: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

В статье «О различных способах объяснения некоторых случаев изомерии» он предвидит рождение новой науки, получившей позднее название стереохимии, составляющей сейчас одну из важнейших дисциплин.

«Вряд ли можно присоединиться к мнению Кольбе, — пишет он, — что положение атомов в пространстве нельзя изобразить в плоскости бумаги; ведь математическими формулами выражается положение точек в пространстве, и можно надеяться, что законы, управляющие образованием и существованием химических соединений, найдут в свое время математическое выражение. Но если атомы действительно существуют, тогда я не понимаю, почему все попытки определения их группировки в пространстве, как это полагает Кольбе, должны быть тщетными, почему будущее нас не научит произвести такие определения?»

В этих строках, предвещавших новый фазис развития химии, Бутлеров как химик-философ с необычайно развитой интуицией проявляется как нельзя более ярко. Через одиннадцать лет, в 1874 году, Вант-Гофф и Лебель положили основание «химии в пространстве», или стереохимии.

А как в это же самое время относились к вопросу о «химии в пространстве» выдающиеся ученые Запада, которых их соотечественники рекламируют как «творцов структурной теории»?

Попытки иллюстрировать предполагаемое расположение атомов в пространстве при помощи чертежа Кольбе, например, считал «пустым фокусничаньем с формулами», а о книге Вант-Гоффа «Химия в пространстве» Кольбе, издеваясь над автором, писал:

«Некий доктор Я. Г. Вант-Гофф, служащий ветеринарной школы в Утрехте, повидимому, не имеет никакого вкуса к точному химическому исследованию. Он предпочел сесть верхом на Пегаса (взятого, вероятно, напрокат в ветеринарных конюшнях) и провозглашать в своей «Химии в пространстве» о том, как в продолжение его смелого полета на вершину химического Парнаса атомы казались ему сами себя группирующими во всем мировом пространстве».

В этом злобном выпаде, как в зеркале, отразился весь Кольбе — типичный химик-практик, презирающий теоретические построения, неспособный к философским обобщениям. Противник теории типов, структурной теории, он, естественно, выступил и противником пространственной химии.

Нынешние успехи физико-химических наук подтвердили предвидение Бутлерова о том, что химические, физические, механические и все иные свойства веществ зависят не только от последовательности сцепления атомов в молекулах, то-есть химического строения, но и от размещения атомов в пространстве. Пространственные представления в современной физике и химии стали столь же необходимыми, как и представления об атомах и молекулах.

Отсюда ясно, как глубоко, хотя и опираясь лишь на свою интуицию, Бутлеров проникал в тайны химического строения и как прав был он, предвидя все колоссальное значение созданной им теории химического строения для будущего.

Руководясь ею, не только возможно выяснить причину изомерии громадного числа соединений, но возможно и сознательно выбирать пути к синтезу новых органических соединений, так как из всего огромного числа мыслимых сочетаний атомов способными к существованию оказываются те, которые удовлетворяют основным принципам теории химического строения.

Установление строения органических соединений обратилось в одну из важнейших и труднейших задач органической химии. Для решения вопроса о строении некоторых соединений понадобилось немало труда и времени со стороны исследователей, перед которыми природа ставила все новые и новые загадки. Такой загадкой явился, например, особый вид изомерии, когда вещество способно в одних случаях реагировать, как имеющее одно строение, а в других, как имеющее другое строение.

Для характеристики непосредственного чутья истины в области химических превращений, которым обладал Бутлеров, достаточно указать на тот факт, что возможность взаимных изомерных превращений он предвидел задолго до того, как с этим видом изомерии столкнулись исследователи. Его указание на возможность двойственного поведения вещества в реакциях, вследствие способности вещества к легкому превращению в другое, изомерное ему вещество, кажется каким-то чудом, откровением поэта.

По мнению Бутлерова, сосуществование изомерных веществ в подвижном равновесии могло иметь внешнее проявление, как двойственность свойств одного вещества.

Так Бутлеров правильно объяснил то явление, которое в настоящее время известно под названием таутомерии.

Еще в 1876 году, за десять лет до того, как химик Лаар столкнулся с явлением таутомерии, Бутлеров писал:

«Мыслимо, что частицы некоторых веществ постоянно изомеризуются, переходя из одного видоизменения в другое и обратно…

В огромном большинстве случаев мы имеем дело с веществами, в газообразной или жидкой массе которых при обыкновенных условиях химическому равновесию соответствует присутствие частиц одного определенного строения в бесконечно большем числе, чем частиц других строений, изомерных с первым; но не невероятно, что в некоторых случаях можно встретить и такие тела, масса которых постоянно заключает в заметном количестве изомерные частицы различного химического строения. В первом случае можно смело говорить об определенном химическом строении тела, а во втором… вся эта масса, понятно, будет подвергаться реакциям, свойственным строению, смотря, так сказать, по направлению действия этой реакции».

Идеи Бутлерова о взаимно превращающихся друг в друга изомерах вытекали из основных принципов созданной им теории, из основных его воззрений на химизм. Все это высказано было русским химиком еще в то время, когда в органической химии господствовали представления о неизменности атомных группировок в молекулах.

Правда, Бутлерову в то время казалось еще невозможным решить вопрос о том или ином строении находящихся в таутомерной смеси веществ. Но важно, что в его идее о взаимном превращении веществ, о внутренних перестройках молекул, вопреки укоренившимся взглядам, отражено явление динамической изменчивости молекул.

Дальнейшее усовершенствование методов исследования таутомерных смесей привело к тому, что в ряде случаев удалось по физическим свойствам или различными химическими методами определить, какое процентное количество молекул того или другого рода содержится в смеси при данных условиях, и показать их строение методами структурной химии.

Исследования последнего времени не только доказали правильность взгляда Бутлерова, но и показали, кроме того, как широко распространены явления таутомерии среди органических веществ.

Изучение внутренних переходов органических молекул, начатое Бутлеровым и продолженное его учениками, сыграло огромную роль в развитии органической химии.

Объяснив истинный смысл конституции химических соединений, благодаря последовательному проведению идеи химического строения, Бутлеров не только указал всем последующим химическим работам новое и правильное направление, но и создал совершенно самостоятельную школу в науке.

Как ни полезны были отдельные разъяснения и указания Бутлерова на способ применения его теории к различным отдельным группам органических соединений, все же отсутствие специального труда с последовательным проведением через всю органическую химию принципа химического строения, без сомнения, сильно задерживало его распространение.

Непосредственные ученики Бутлерова не чувствовали этого недостатка. Само учение о химическом строении создавалось у них на глазах, в их присутствии. Они не только могли получить ответ на любой вопрос непосредственно от самого творца этого учения, — они имели возможность следить за всеми изгибами его мысли, улавливать малейшие ее оттенки, усваивая не только конечные результаты, но и видя ход творческой мысли или догадываясь о нем.

Поэтому ученики Бутлерова владели не одним только готовым знанием, но методом его приобретения, и многие из них, как Марковников или Зайцев, уже самостоятельно шли по пути учителя.

Но мировая химическая наука для глубокого понимания сущности учения Бутлерова нуждалась в работе, систематически излагавшей теоретические взгляды Бутлерова и объяснявшей весь фактический материал, накопленный химией на новой основе.

Такую работу считал необходимым сделать и сам Александр Михайлович, и, можно сказать, она создавалась одновременно и параллельно с развитием его теоретических представлений. Работу над книгой «Введение к полному изучению органической химии» он вел в течение нескольких лет.

Начатое в 1864 году издание «Введения к полному изучению органической химии» было закопчено лишь в 1866 году, появляясь отдельными выпусками в течение трех лет. В заключении к книге Бутлеров писал «Предлагая это сочинение учащимся читателям, автор находит нелишним высказать, что он считает свой труд пособием по преимуществу для тех, кто намерен изучать химию вполне и для нея самой. Здесь, слишком много подробностей и обобщений для нуждающегося в химических знаниях, как в средстве для других целей, но для всякого — слишком мало фактических подробностей. Отсюда название «Введение к полному изучению», которое автор счел приличным дать своему учебнику».

Обращаясь далее к тому ограниченному кругу читателей, для которых, собственно, и предназначалась книга, Бутлеров подчеркивает: