Дослідження хімії на початку ХХ століття

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Дослідження на початку ХХ століття (1901-1917)


До третьої вікової категорії російських хіміків відносяться ті, хто народився в 1870-х рр.. Як правило, всі вони отримували хімічна освіта в Росії, свої перші кроки в науці здійснювали під керівництвом вітчизняних колег. Тому їх роботи переважно знаходилися в руслі напрямків, традиційних для російської хімії. Вони вже встигли заявити про себе в кінці XIX ст., Але розквіт їх діяльності наступив пізніше.

Основний об'єкт досліджень А.Є. Чичибабіна (1871-1945) - хімія гетероциклічних азотовмісних сполук, в першу чергу піридину. У 1906р. він відкрив отримала його ім'я реакцію ціклоконденсаціі альдегідів з аміаком, що веде до утворення гомологів піридину. Пізніше (1914) розробив метод синтезу -Амінопірідіна дією аміду натрію на піридин. Одночасно він вивчав проблему важливого теоретичного значення: існування вуглецю в трехвалентном стані. Чичибабін вважав, що вуглець у бензолі та етилену може розглядатися як тривалентний; це суперечило встановилися поглядам. Проте існування гексафенілетана ("вуглеводню Гомберга") певною мірою підтверджувало припущення Чичибабіна. Йому вдалося показати, що це з'єднання за певних умов здатне розпадатися на два залишку - тріфенілметіли. Тим самим вчений впритул стикнувся з проблемою вільних радикалів, яка лише починала по-справжньому вивчатися. У 1907р. він синтезував "бірадікальний" вуглеводень, пізніше названий "вуглеводнем Чичибабіна". Це з'єднання стало важливим об'єктом досліджень в теоретичній органічної хімії.

Особливе місце в галереї вітчизняних творців хімічної науки займає М. С. Колір (1872-1919), який за фахом був ботаніком і фізіологом. Тим не менш, він став автором хроматографічного адсорбційного аналізу, який згодом виявився досить ефективним і плідним методом дослідження. У 1903р. Колір встановив, що виробляючи адсорбцію з розчинів на твердих речовинах, можна в звичайних умовах розділяти дуже близькі за властивостями з'єднання. Багато років по тому вчені дали таку оцінку відкриттю Кольори: "Він створив вражаюче яскраве уявлення про ті основні процесах, на яких заснована сучасна хроматографія".

Видатним спеціалістом у галузі кінетики був М. А. Шилов (1872-1930). Його перші роботи присвячувалися сполученим хімічним реакціям окиснення. Їх теорію він запропонував у 1905р. За уявленнями вченого, "спряження" реакцій відбувається при наявності проміжної речовини, яке служить "сполучною ланкою первинного та вторинного процесів і обумовлює їх загальна течія". Найважливішим завданням при цьому є вивчення природи проміжної речовини. Шилов ввів у науковий обіг такі поняття як "хімічна індукція", "самоіндукція", "індуктори" і "акцептори".

Фундаментальні роботи Л. А. Чугаєва (1873-1922) з хімії координаційних з'єднань отримали світове визнання. Його дослідження доповнювали теорію А. Вернера. Вивчаючи закономірності властивостей сполук платини і платиноїдів, Чугаєв прагнув виявляти індивідуальні особливості кожного платинового металу. Він встановив правило: найбільш стійкі з комплексних сполук містять у внутрішній сфері п'яти-або шестичленні цикли (правило Чугаєва). У 1905р. відкрив чутливі аналітичні реакції на нікель (діметілгліоксім) і осмій. Чугаєва належить зауваження, що в комплексних сполуках "мінеральна хімія як би зближується з хімією органічної". В 1913р. вчений опублікував книгу "Періодична система хімічних елементів" - першу фундаментальну роботу, присвячену стану вчення про періодичність напередодні його фізичного обгрунтування.

Вивчаючи на рубежі століть перекисні сполуки, Л. В. Писаржевський (1874-1938) на початку ХХ ст. переніс центр ваги своїх робіт в область хімічної кінетики і термодинаміки. Проте особливою його заслугою стало те, що він першим у Росії ввів електронні подання в хімію, а саме в теорію окислювально-відновних реакцій і в теорію каталізу. Висловлені ним ідеї стали своєрідною предтечею багатьох наступних вітчизняних робіт в хімічної фізики. У 1916р. Писаржевський запропонував оригінальну теорію гальванічного елемента, що враховує термодинамічну рівновагу між іонами та електронами в металах і між іонами в металах та їх сольвати в розчинах. Ця теорія, зокрема, пояснювала походження електродних потенціалів.

Фізико-хімік Є. В. Бірон (1874-1919) нічим не прославився як експериментатор. Але його ім'я міцно увійшло в історію, оскільки в 1915р. він ввів дуже важливе поняття про вторинну періодичності. "У підгрупах періодичної системи елементів багато властивостей елементів і їх сполук змінюються при послідовному збільшенні атомної ваги елемента не послідовно теж, а періодично. Цю своєрідну періодичність, як би накладається на основну періодичність елементів Д. І. Менделєєва, я пропоную назвати вторинної періодичністю", - писав Бірон. В даний час очевидно, що в її основі лежать глибокі закономірності, пов'язані з будовою атомів і особливостями реальної схеми формування їх електронних конфігурацій.

У перші роки ХХ ст. почалася творча діяльність О. Є. Арбузова (1877-1968), одного з найбільших вітчизняних хіміків-органіків. Головний напрямок роботи вченого - синтез і вивчення фосфорорганічних сполук. В 1914р. він відкрив найважливішу реакцію, що отримала назву "перегрупування Арбузова" (каталітична ізомеризація ефірів фосфористої кислоти в ефіри алкіл-фосфорних кислот) - універсальну реакцію синтезу органічних похідних фосфору. Через багато років А. Н. Несмеянов говорив: "Сучасна хімія фосфорорганічних речовин в значній мірі, як визнано в усьому світі, - арбузовская хімія".

Відкриття явища радіоактивності (1896) А. Беккерелем та радіоактивних елементів - полонію і радію - П. і М. Кюрі (1898) поклали початок виникненню нової хімічної дисципліни - радіохімії. Вона одержала інтенсивний розвиток вже в перші роки ХХ ст. завдяки роботам вчених Франції, Німеччини, Англії та Канади.

У Росії дослідження радіоактивності були нечисленними і, в основному, зводилися до вимірювань радіоактивних випромінювань і оцінці їх дії на різні речовини. У країні фактично не були виявлені родовища уранових руд (крім Туя-Муюнского поблизу Фергани). Власні радіоактивні препарати були відсутні; в незначних кількостях вони купувалися за кордоном, або надходили як дарунок від зарубіжних вчених.

Однак на відміну від багатьох інших країн Російське суспільство виявилося підготовленою до сприйняття відкриття явища радіоактивності і результатів його досліджень. Статті, присвячені цим проблемам, реферувати на сторінках "Журналу Російського фізико-хімічного товариства". Нові відкриття висвітлювалися в науково-популярних виданнях та публічних лекціях. Особливої ​​згадки заслуговує робота професора Петербурзького технологічного інституту Ю. С. Залькінда, який з 1902 по 1914рр. регулярно публікував у ЖРФХО найдокладніші огляди всіх робіт по радіоактивності за період 1896-1913рр. Найбільші російські вчені бачили в радіоактивних процесах не просто нове фізичне явище, але надавали йому набагато ширше значення. До них ставилися Д. І. Менделєєв, на схилі років кардинально змінив своє колишнє обережне ставлення до радіоактивності, М. М. Бекетов і особливо В. І. Вернадський. У своїй промові на річних зборах Академії наук 29 грудня 1910р. Вернадський, зокрема, говорив: "Перед нами відкриваються в явищах радіоактивності джерела атомної енергії, в мільйони разів перевищують всі ті джерела сил, які малювалися людській уяві ... Жодна держава і суспільство не можуть ставитися байдуже, як, яким шляхом і де будуть використані перебувають у його володінні джерела променистої енергії. Бо володіння великими запасами радію дає власникам його силу і владу, перед якими може збліднути то могутність, яке отримують власники золота, землі, капіталу ... Для нас зовсім не байдуже, як Радієвий руди будуть вивчені. Вони повинні бути досліджені нами, російськими вченими ... Вивчення властивостей і запасів радіоактивних мінералів Російської імперії не повинно далі відкладатися ". Фактично Вернадський першим в країні усвідомив гостру необхідність отримання вітчизняних препаратів радію, однак вирішена ця проблема була вже після революції.

Поки ж ентузіасти-"радіологи" Росії могли розраховувати на отримання вагомих результатів, лише працюючи в лабораторіях найбільших зарубіжних вчених. До таких дослідникам ставилися В. А. Бородовскій (1878-1914), Г. М. Антонов (1880-1942) і Л.С.Коловрат-Червінський (1882-1921). Перший з них пройшов стажування в лабораторіях Дж. Томсона і Е. Резерфорда в Англії. Проведені ним експерименти (поглинання -Променів радію різними розчинами) високо оцінив Е. Резерфорд. Після повернення до Росії Бородовскій на прохання Вернадського провів хімічний аналіз туя-муюнскіх руд і вперше встановив вміст у них радію, а також запропонував технологічну схему виділення цього елемента. Рання смерть обірвала його роботу. Учнем Резерфорда був і Г. М. Антонов. У 1911р. він відкрив радіоелемент уран-У (як з'ясувалося згодом, дочірній продукт розпаду урану-235). Однак у січні 1917р. він назавжди залишив Росію. У роки війни він читав у Петроградському університеті курс лекцій з радіоактивним речовин.
Л.С.Коловрат-Червінський працював у паризькій лабораторії М. Кюрі і в1910г. склав фактично першу зведену "Таблицю констант радіоактивних речовин", що включила всі відомі на той час радіоелементи. У Росії він займався дослідженнями під керівництвом В. І. Вернадського, аналізуючи радіоактивні мінерали. У некролозі колеги відзначали: "Це був найбільший в Росії і один з небагатьох у світі знавців радіоактивного справи".

Склалася доля названих вчених по-іншому, вітчизняна радіохімія зуміла б раніше надолужити згаяне. Насправді її справжнє становлення відбулося в середині 20-хгг. завдяки, головним чином, І. Я. Башилова та В. Г. Хлопіна.

Прогресу хімічних досліджень у перші роки ХХ ст. сприяло зростання обміну інформацією. Це було пов'язано не тільки з помітним збільшенням публікацій (в тому числі і в закордонних журналах), але і з проведенням представницьких зборів вітчизняних вчених, якими були Менделєєвський з'їзди.

На початку століття вітчизняна хімія втратила багатьох видатних вчених - В. В. Марковникова, М.І. Коновалова, А. Л. Потиліціна, Є. Є. Вагнера, Ф. Ф. Бейльштейна. У січні 1907р. майже одночасно пішли з життя Д. І. Менделєєв і Н. А. Меншуткин. Особливо гостро відчувалася втрата Менделєєва, протягом багатьох років очолював "російську хімічну дружину".

Російське фізико-хімічне суспільство в березні 1907р. вирішило скликати спеціальний Менделєєвський з'їзд, присвячений пам'яті вченого. З'їзд відбувся в Петербурзі в останній декаді грудня. На ньому головував найстаріший вітчизняний хімік 80-річний Н. М. Бекетов.

Мабуть, вперше багатогранна діяльність Менделєєва отримала настільки широке висвітлення. Його друг і колега В. Є. Тищенко розповів про життєвий шлях вченого (до речі, Тищенко разом з М. М. Младенцевим написали його біографію, друга частина якої була видана лише в 1993р.). Бекетов зробив грунтовну доповідь "Значення періодичної системи Д. І. Менделєєва". Інші делегати з'їзду висвітлювали його внесок у вивчення розчинів, праці з промислово-економічним проблемам, діяльність у Головній Палаті мір і ваг. На з'їзді працювали секції з хімії, фізики, агрохімії, біології. Цим як би підкреслювалася широта інтересів Менделєєва. Велику увагу привернула доповідь "Еволюції речовини в природі", зроблений М. А. Морозовим, який зустрічався з Менделєєвим за кілька днів до його смерті.

М. Д. Зелінський, Л. А. Чугаєв та І. А. Каблуков внесли пропозицію заснувати спеціальний інститут у пам'ять Менделєєва. За їхнім задумом, інститут повинен був стати центром досліджень у галузі природничих наук, в першу чергу, хімії та фізики. Хімічну та фізичну лабораторії передбачалося оснастити на сучасному рівні. Крім того, при інституті намічалося створити музей з історії вітчизняної хімії та фізики і, зокрема, зібрати в ньому прилади, якими користувався Менделєєв, його публікації, рукописи й епістолярна спадщина вченого. Можливо, ця ідея реалізувалася б (вже почався активний збір пожертвувань), але цьому завадила Перша світова війна. Проте вдалося створити музей "Кабінет Д. І. Менделєєва" (майбутній Музей-архів вченого, який нині розташовується в Петербурзькому університеті).

Кабінет був відкритий в грудні 1911р. напередодні II менделеевского з'їзду. На ньому були присутні більше 1000 делегатів з 80 міст. Такий представницький хімічний форум ще ніколи не збирався в Росії. Але оскільки на ньому широко обговорювалися і фізичні проблеми, то З'їзд можна було вважати і всеросійським зборами фізиків. На пленарному засіданні виступили видатний фізик і філософ М. О. Умов з доповіддю "Характерні риси і завдання сучасної природно-наукової думки" і Н. А. Морозов - "Еволюція світів з сучасної астрофізичної та геофізичної точок зору". Секції фізики і хімії проводили об'єднані засідання. Тим самим підкреслювався тісний зв'язок фізичних і хімічних наук, яка була одним з основних лейтмотивів творчої діяльності Менделєєва.

З суто хімічних доповідей потрібно відзначити виступ М. С. Кольори, присвячене сучасному стану хімії хлорофілу і методу адсорбційного хроматографічного аналізу.

У своєму заключному слові Умов підкреслював плодотворність "періодичного скликання фахівців з хімії, фізики та близьким їм галузей природознавства", оскільки "широкий кругозір з працею досягається поодинці і незрівнянно легше - колективною роботою". По суті, майже всі наступні Менделєєвський з'їзди (третій відбувся вже після революції в 1922р.) В тій чи іншій мірі виходили за рамки однієї лише хімії.

На Менделєєвський з'їздах обговорювалися і питання викладання хімії. Але особливо визначною подією став I Всеросійський з'їзд викладачів фізики, хімії та космографії, що відбувся в січні 1914р. Подібного роду зборів в Росії ні раніше, ні згодом не проводилося. Доповідачами з хімії були видатні вчені, серед них М. С. Курнаков і А. І. Горбов. Вони обговорювали найважливіші методологічні та понятійні аспекти хімічної науки, зокрема, визначення понять "хімія" та "хімічне перетворення". Поширена формулювання "хімія є наука про речовини та їх перетворення", на думку виступаючих, не цілком відповідала предмету та завданням хімії. Курнаков трактував сутність хімічних перетворень, спираючись на принципи методу фізико-хімічного аналізу. Горбов вважав, що загальноприйняте визначення терміна "хімія" відсутня і пропонував таке: "В даний час вважаються" хімічними перетвореннями "або становлять область" власне хімії "ті зміни стану матерії, які характеризуються появою фаз, що володіють новими фізичними властивостями, причому ці фази, окремо зібрані, не перетворюються без остачі в будь-яку з фаз вихідної системи. У цьому полягає якісна відмінність "хімічних" перетворень від "фізичних" ". Незважаючи на деяку ускладненість, Горбовського визначення дозволяло звернути увагу на деякі суттєві моменти, що стосуються більш глибокого розуміння "змісту" хімії на основі подання про фази.

Перша світова війна істотно вплинула на розвиток наукових досліджень у воюючих країнах. Багатьом, навіть найбільш видатним вченим довелося покинути свої лабораторії і взяти участь в роботах, що знаходяться у віданні військових відомств. Не минула така доля і вітчизняних дослідників.

Велика відповідальність лягла на російських хіміків. Багато хімічні продукти, такі необхідні для армії (вибухові речовини, ліки, деякі види палива), раніше у Росії або взагалі відсутні, або виробляється в недостатній кількості. Усунення дефіциту вимагало невідкладних і рішучих заходів.

З цією метою було засновано (2 жовтня 1915р.) Спеціальний Військово-хімічний комітет, щоб "об'єднати зусилля російських хіміків для спільної і планомірної роботи з питань, пов'язаних з потребами державної оборони". Його головою став М. С. Курнаков, а до складу увійшли такі видатні вчені, як В. М. Ипатьев, Л. А. Чугаєв, А. Є. Фаворський, В. Є. Тищенко та ряд інших. Організаційна діяльність комітету виявилася плідною, і рік потому Курнаков міг із задоволенням помітити: "Сила хімічного опору країни ... значно зросла".

Було організовано також (у квітні 1916р.) Хімічний комітет при головному артилерійському управлінні на чолі з Іпатьєва. Про масштаби діяльності Комітету говорили назви його відділів: вибухових речовин, задушливих коштів, запальних засобів і вогнеметів, кислотний і протигазової. Кожен з членів Комітету відповідав за певне коло проблем. Так, Ипатьев контролював виробництво вибухових речовин і паливно-мастильних матеріалів. Чичибабін відав отриманням алкалоїдів і амсполук, необхідних для виготовлення лікарських препаратів. Є. І. Орлов курирував промислове виробництво формальдегіду з деревного спирту. А. А. Яковкін займався приготуванням деяких неорганічних речовин (кислот і солей).

Одним з найважливіших досягнень стало створення військового протигаза. Зразок його сконструювали Н. Д. Зелінський і А. Кумант. Особливістю протигаза було те, що в ньому використовувався активоване вугілля як поглинача. Зелінський організував його промислове виробництво, що дозволило виготовляти протигази (у той час вони були кращими в світі) у великих кількостях.

У роки війни вітчизняні хіміки активно працювали на заводах, що поставляли все необхідне діючої армії, в тому числі такі вибухові речовини, як тротил, нітрогліцерин і тетрил.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Історія та історичні особистості | Реферат
35.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Дослідження хімії в 20-21 століттях
Побут жінки-дворянки у другій половині XIX століття і на початку XX століття
Побут жінки дворянки у другій половині XIX століття і на початку XX століття
Побут чиновництва і різночинців у другій половині XIX століття та початку XX століття
Соціально-економічний розвиток Казахстану у другій половині XIX століття початку XX століття
Правосвідомість російської інтелігенції кінця 19 століття початку 20 століття
Економіка Франції 90 х рр. XX століття та початку XXI століття
Роль і місце фізичних методів дослідження при вивченні деяких розділів хімії високомолекулярних
Роль і місце фізичних методів дослідження при вивченні деяких розділів хімії високомолекулярних 2
© Усі права захищені
написати до нас