Огюст Лоран – біографія, створення «теорії ядер»

Життя Огюста Лорана (1807-1853) була недовгою і драматичною. Закінчивши Паризький гірничий інститут, він працював асистентом у Ж. Дюма. Він синтезував і вивчив цілий ряд органічних сполук (у тому числі фталевую кислоту та її ангідрид, адипиновую кислоту). Ці роботи зробили його ім’я відомим. Але успіх супроводжував Лорану недовго, і причиною тому-незалежний характер науковця і обстановка, що склалася на той час в Академії. За словами Лібіха, «Паризька Академія привласнювала собі право видавати закони науки, і кожного, хто робить це замість неї, вона вважає злодієм і вбивцею; молодий вчений, який хоче змусити і змушує «старих» вчитися за його законами, не може більше чекати ніякого просування вперед».

Вчений-відступник

Так сталося з Лораном і його другом Ш. Жераром. У 1836 р. Лоран виступив зі статтею «Теорія органічних сполук», в якій вперше висловив ряд положень, які стали основою для створення теорії ядер. І відразу ж з боку багатьох вчених (і в першу чергу з боку Дюма) у відносинах до Лорану відчувся холодок. Він був змушений покинути Париж і переїхати р. в Бордо, де став викладати в університеті. Провінційні університети тоді фінансувалися дуже погано, в них важко було вести наукову роботу, тому багато професора обмежувалися лише читанням лекцій. Лоран ж продовжував свої дослідження. Так, проаналізувавши близько 400 різних органічних сполук, він розширив межі труїла парності», встановленого в 1842 р. Жераром для речовин, що містять вуглець, водень і азот. Згідно з уточненим і розширеному правилом парності сума всіх атомів водню, азоту, фосфору, галогенів та інших елементів в органічних речовинах повинна бути парної. Ці висновки Лоран опублікував статтю «Дослідження азотовмісних сполук» (1846). Вони полегшували встановлення формул заміщених органічних сполук та визначення їх молекулярних мас.

«,..р. Лоран наполягав-писав згодом Дюма, на ідентичності ролі хлору і водню в речовинах, утворених шляхом заміщення, ще задовго до того, як досвід вирішив це в позитивному сенсі».

Визнання теорій Лорана

Тепер Жан Батист Дюма почав захищати те, що недавно заперечував. У своєму прагненні відстояти теорію заміщення він навіть стверджував, що та вуглець в органічних речовинах теж можна замістити. З цього приводу в Либиховских «Анналах» була опублікована зла пародія-лист, отримане нібито з Парижа. Автор листа стверджував, що йому нібито вдалося замінити у клітковині атоми всіх елементів хлором, та незважаючи на це нове речовина мало властивостями вихідної сполуки. Згодом з’ясувалося, що автором цього листа був Фрідріх Велер. Але роки йшли, і теорія заміщення отримувала, здавалося, все більше експериментальне підтвердження. Так, в 1842 р. співробітник Дюма бельгійський учений Л. Мельзенс, діючи на хлоруксусную кислоту воднем «у момент виділення», відновив її в оцтову кислоту. А через три роки асистент Лібіха, згодом найбільший німецький хімік А. Гофман отримав хлор – і бромпроизводные аніліну і встановив, що їх властивості схожі з властивостями аніліну. Правда, така подібність зменшується по мірі заміни атомів водню галогенами. Тепер і Лібіх змушений був визнати правильність положень цієї теорії.

«Гофман… здається, навів у своїй роботі певний доказ, — писав Лібіх, — що хімічний характер з’єднання ні в якому разі не обумовлюється природою знаходяться в ньому елементів, як це передбачає електрохімічна гіпотеза, а єдино їх становищем».

Однак теорія заміщення розглядала будова сполук досить поверхово. На зміну їй прийшли інші теорії, в яких зв’язок між властивостями органічних сполук і їх будовою аналізувалася більш глибоко. Найбільш значною з них була теорія типів, запропонована французькими хіміками О. Лораном і Ш. Жераром.

Знайомство з Жераром

Восени 1843 р. Лоран познайомився з Ш. Жераром, який був у той час професором хімії в Монпельє, і між ними встановилися дружні стосунки. З 1845 р. Лоран і Жерар видають журнал «Звіти про роботи з хімії». Головною його метою було протидіяти «всесилию Парижа», висвітлювати роботи вчених з провінційних університетів, поширювати нові ідеї, давати неупереджену оцінку досліджень зарубіжних хіміків. Неважко здогадатися, як був зустрінутий цей журнал академіками в Парижі, але зате він отримав визнання за межами Франції.

Норовистий вчений

Наукові заслуги Лорана були настільки очевидні, що всесильні академіки все ж обрали його членом-кореспондентом Академії наук. У 1846 р. Лоран повернувся в столицю. Він залишився все тим же непокірним і незалежним Лораном, не боялись сперечатися з авторитетами. Його стаття «Про способи з’єднання речовин», в якій загальноприйнята теорія радикалів піддалася критиці, була (як і багато інші теоретичні дослідження) зустрінута академіками в багнети, і він скоро це відчув. Йому було наказано міністром народної освіти піти з Сорбонни, де він блискуче читав лекції (студенти зустріли його оплесками!), і повернутися в Бордо. «Ось що значить мати великих покровителів,-з гіркою іронією писав Лоран Жерару,-ось куди нас приводить манера писати SO4K2, коли всі пишуть SO3•KO. Що стосується Вас, то вийміть користь з мого випадку: пишіть SO3•KO».

Норовистий вчений не підкорився наказу і знову залишився без роботи. Нарешті, через рік йому надали посаду … хіміка при Монетному дворі. Дослідженнями доводилося займатися в підвалі, де розміщувалася темна, сира, холодна лабораторія. Здоров’я Лорана різко погіршився, і через п’ять років, у 1853 р. він помер від туберкульозу.

Теорія ядер

Не відразу прийшов Лоран до загальної теорії типів. Їй передувала теорія ядер (1836). Відповідно до цієї теорії всі органічні сполуки можна розглядати як похідні вуглеводнів, основою яких є вуглеводневий «скелет» (ядро). При заміні водню в ядрі на еквівалентні кількості інших елементів виникають інші речовини з подібними властивостями. Якщо ж до основного ядра приєднується інша речовина, то утворюється ядро з новими властивостями. Так, якщо до етилену (C2H4) — основного ядра — приєднується вода, виходить етиловий спирт (C2H6O), ядро якого володіє іншими властивостями. На підставі теорії ядер Лоран побудував класифікацію органічних речовин.Відомий німецький хімік Л. Гмелін використав теорію ядер при написанні свого підручника «Посібник з органічної хімії» (1848), визнаючи, що вона «дає найбільш яка обіймає і просте огляд тисяч органічних сполук і об’єднує їх в природні групи або ряди».

Теорія типів Дюма

В цей же час Дюма виступив зі своєю теорією типів. Вперше про них згадує у 1839 р. у статті про хлоруксусной кислоті. Отримавши з оцтової кислоти трихлороцтову, а з альдегіду — хлораль, він робить наступний висновок:

«…в органічній хімії існують певні типи з’єднань, які зберігаються навіть у тому випадку, коли з-тримається в них водень заміщається рівним об’ємом хлору, брому або йоду. Інакше кажучи, теорія заміщення спочиває на реальних фактах і саме на очевиднейших факти органічної хімії».

Органічний тип «становить будинок, в якому можна замінити цеглу водню цеглою хлору, брому або кисню, без того щоб зовнішні відносини будівлі від цього змінилися. Але треба, коли видаляють цеглу водню, що – небудь класти на їх місце, інакше будівля обрушиться або перебудуватися».

Останнє положення різко суперечило дуалістичної теорії Берцеліуса, яку Дюма вважав «шкідливою для розвитку органічної хімії». Берцеліус, в свою чергу, розцінював типи Дюма як «плід фантазії» французького хіміка.

Але як би не сперечалися хіміки, не знаючи точно склад органічної речовини, не можна було встановити його формулу і, отже, неможливо було зробити і правильну класифікацію органічних сполук, засновану на схожості їх хімічних властивостей та будови. За рішення цієї задачі взявся один Лорана Шарль Жерар.