У 1835 р. професор хімії Лейпцігській комерційної школи О. Ердман отримав листа від свого колишнього учня Шарля Жерара. Жерар просив допомогти йому звільнитися від служби в армії, а для цього потрібні були гроші. Ердман звернувся до хімікам, в тому числі і до Ю. Либиху. Той, знаючи здібного юнака з його робіт, вислав Эрдману для Жерара потрібну суму. На початку наступного року Жерар вже працював у Лібіха в Гиссенском університеті. Так завершилася багаторічна боротьба Жерара за право займатися улюбленою наукою-хімією. У цій боротьбі юнакові довелося проявити чимало мужності. Адже його противником був власний батько, твердо впевнений, що йому, заможного власника фабрики свинцевих білил, краще знати, в чому полягає щастя сина. «Шарль має стати власником підприємства»,-в цьому батько був твердо переконаний. Для цього він послав сина в політехнікум в Карлсруе, а потім і в комерційну школу в Лейпцигу. У цій школі хімію викладав відомий вчений, редактор Журналу практичної хімії» О. Ердман. Під його керівництвом Жерар виконав першу роботу по встановленню формул природних силікатів, яка була опублікована в 1834 р. в «Журналі практичної хімії». Жерар намагався дотримуватися порад батька і після закінчення комерційної школи повернувся на фабрику. Однак пристрасть до науки була настільки сильна, що юнак не міг далі працювати на фабриці. Коли Шарль повідомив батькові про своє бажання займатися наукою, той вигнав його з дому. Юнак вступив в армію в надії стати матеріально незалежним, але поєднувати військову службу з заняттями хімією виявилося неможливим. Тоді він випробував останній засіб: написав листа О. Эрдману. Тільки після цього мрія Жерара здійснилася.
В Ґіссені Жерар відвідував лекції Лібіха, працював у його лабораторії; він перевів на французьку мову підручник Лібіха «Органічна хімія в додатку до землеробства і фізіології».
Через кілька років з блискучими рекомендаціями Лібіха Жерар попрямував до Парижа, де став студентом Сорбонни. На життя він заробляв перекладами. У лабораторіях університету та Ботанічного саду Жерар в цей час займався дослідженням органічних сполук, що входили до складу ефірних масел. Вже в перших роботах Жерара проявилася його основна риса як дослідника: прагнення до теоретичних узагальнень експериментального матеріалу. Він не прислухався до застережень Лібіха: «Запам’ятайте те, що я Вам кажу: Ви зруйнуєте Ваше майбутнє і, як Лоран і Персоналом, приведете в роздратування всіх, якщо Ви будете створювати теорії». Лібіх виявився провидцем…
Досвід хімічної класифікації органічних речовин
Захистивши в 1841 р. докторську дисертацію, Жерар отримав призначення університет Монпельє (південь Франції). 5 вересня 1842 р. він представив в Академію наук роботу «Досвід хімічної класифікації органічних речовин». Академіки були обурені насамперед тоном статті, в якій Жерар вживав вирази: «я стверджую», «я доводжу», «ця помилкова формула» і т. д. Але найголовніше, Жерар виступав проти панувала тоді дуалістичної теорії. Незабаром у статті «Міркування про еквівалентах простих і складних тіл» він переглянув прийняті в той час формули багатьох органічних речовин, виходячи з атомно-молекулярних уявлень про їх складі.
Результати своїх досліджень Жерар узагальнив у першій частині «Короткого підручника органічної хімії», написаного під час літніх канікул у 1843 р. У тому ж році Жерар познайомився з Лораном, який став невдовзі його соратником і близьким другом.
Роботи Жерара отримали високу оцінку Ю. Лібіха: «Ви за останні роки,-писав Лібіх,-зробили стільки ж, скільки всі французькі хіміки, разом узяті. Шкода, що Ви знаходитесь не в Німеччині».
Більш детально свої погляди Шарль Жерар виклав у підручнику «Вступ до вивчення хімії за унітарною системою» (1848). Жерар розглядав молекулу як єдину систему, утворену атомами в «певному, але невідомому порядку». У цьому підручнику Жерар висловив ряд положень, які зіграли важливу роль у становленні атомно-молекулярних уявлень в хімії. Як і творець молекулярної теорії А. Авогадро (1776-1856), Жерар розмежовував поняття «атом» і «молекула» і вважав, що «молекула повинна складатися щонайменше з двох атомів»; при хімічних реакціях молекули «обмінюються своїми атомами».
Нова теорія типів Жерара
У тому ж 1848 р. Жерар переїхав в Париж і став працювати разом з Лораном. В маленькій лабораторії Лорана при Монетному дворі він досліджував винні кислоти, анілін, фенол, встановив їх формули; Жерар вважав, що фенол є «прикордонним тілом»: він має властивості як кислот, так і спиртів. Це спостереження знайшло подальший розвиток при створенні уявлень про двоїстої реакційної здатності органічних сполук.
У 1852 р. Жерар виявив ангідриди одноосновних органічних кислот; він розглядав їх як похідні води, в молекулі якої обидва атоми водню заміщені залишками кислот. У статті про ангидридах органічних кислот він стверджував, що існують з’єднання чотирьох типів, які «дають початок» всім органічним речовинам. Ю. Лібіх дав високу оцінку цій роботі, вважаючи відкриття ангідридів «одним з найбільш блискучих», а пояснення їх освіти «простим і витонченим», і додавав:
«Дуже дивно, що обидві теорії (радикалів і типів) колись зовсім протилежні, тепер злилися в одну, яка пояснює всі явища в обох сенсах».
Ця єдина теорія — теорія типів Жерара, яку пізніше вчені назвали новою теорією типів.
На початку 1854 р. Жерар взяв участь у конкурсі на заміщення вакантної посади на кафедрі фізики в Паризькому фармацевтичному інституті, але безуспішно. В цей же час з Швейцарії прийшло запрошення зайняти кафедру хімії в Політехнічному інституті Цюріха. Проте Жан Батист Дюма, який став тоді членом сенату, не захотів відпустити з Франції талановитого вченого. Він запропонував Жерару на вибір дві кафедри: Страсбурском університеті та у Фармацевтичному інституті. У лютому 1855 р. Жерар переїхав в Страсбур.
Підведення підсумків
Прихильники поглядів Жерара наполягали на тому, щоб він написав докладний підручник хімії, в якому були б відображені його ідеї. І вчений приступає до роботи над «Курсом органічної хімії», перший том якого вийшов у 1853 р., а останній, четвертий, у 1856 р. вже після смерті автора.
Головна праця життя Жерара отримав широку популярність не тільки у Франції, але і за її межами; він був перекладений на англійську, німецьку, російську мови. У цьому підручнику була розглянута нова теорія типів.
«При сучасному стані науки, — писав Жерар, — органічні сполуки можуть бути зведені до трьох або чотирьох типів, кожен з яких дає початок певним лав». Жерар розумів, що його теорія розкриває тільки аналогії в структурі і властивостях речовин. Якщо одне і те ж речовина може мати кілька перетворень, то, на думку Пана, його можна віднести до різних типів, а тому і формулу його можна писати по-різному.
Жерар підкреслював, що нова теорія відображає здатність органічних сполук вступати в реакції, але не стосується їх будови. І хоча ця теорія встановлювала зв’язки між складом і властивостями, вона стала першою сходинкою у створенні вчення про валентності, без чого неможливо було б поява теорії хімічної будови.