Ученый и большой оригинал Александр Михайлович Бутлеров (1828-1886) родился в родовом имении отца, деревне Бутлеровке Спасского уезда Казанской губернии. Отец его Михаил Васильевич был участником Отечественной войны 1812 г. и вышел в отставку подполковником. В имении отца числилось около 100 крепостных крестьян. Александр был у отца единственным сыном. Матери своей Бутлеров не помнил, она умерла вскоре после его рождения. Семнадцати лет Александр поступил в Казанский университет. Он имел атлетическое сложение, отличался большой физической силой: мог поднять легко на руки двух товарищей и согнуть кочергу в букву «Б».
Во время поездки к Каспийскому морю в 1846 г. Александр Бутлеров заболел брюшным тифом, был перевезен в г. Симбирск и постепенно вылечился; однако отец его, ухаживая за сыном, заболел, заразившись, и вскоре умер.
Бутлеров не смог защитить в Казанском университете докторскую диссертацию на тему «Об эфирных маслах» на степень доктора химии и физики (в то время еще не было отдельной степени доктора химии), так как профессор физики А. С. Соловьев дал отрицательный отзыв. Бутлеров забрал диссертацию и защитил ее в Московском университете. Позднее он сам говорил, что эта диссертация «не представляет ничего интересного».
Женился Бутлеров на Надежде Михайловне Глумилиной, племяннице писателя С. Т. Аксакова, в семье которого он одно время жил после смерти отца. Надежда Михайловна родила ему двух сыновей.
На дверях своей квартиры в Казани Бутлеров приклеил извещение приблизительно такого содержания: «Ал. М. Бутлеров визитов не делает и не отдает, но всегда очень рад видеть у себя своих добрых знакомых». Извещение шокировало горожан, так как в провинции свято чтили визиты.
Затем в Ницце Бутлеров и его жена встретились с английским медиумом Юмом, впоследствии женившимся на свояченице Бутлерова. Александр Михайлович активно пропагандировал спиритизм, чем и вызвал возмущение Менделеева. В одной статье Менделеев так и написал (имея в виду Бутлерова): «...Есть ведь и такие, которые если чему-нибудь поверили, так поверят уже нацело, всей натурой».
В 1870-1880 гг. Менделеев выступил против теории химического строения, разработанной Бутлеровым. Особенно резко он сформулировал свое отношение к этой теории в третьем издании учебника «Основы химии» (1877 г.): «...Понятия структуристов не могут быть сочтены за истинные». Получалось так, что студенты университета слушали курс неорганической химии у Менделеева, где он отрицал теорию химического строения, а затем слушали Бутлерова, читавшего курс органической химии, в котором утверждалась полезность этой теории. После 1880 г. Менделеев прекратил свои выпады против теории химического строения.
Шторм в средиземном море
В январе 1868 г. Бутлеров решил посетить Алжир. Путешествие едва не закончилось трагически: в Средиземном море разыгрался двенадцатибалльный шторм. Буря унесла в море с корабля восемь матросов и весь находящийся на палубе груз. Бутлерову пришлось работать в качестве матроса и, спасая людей, он едва не погиб сам. Вот как рассказал Александр Михайлович об этом путешествии.
«Взгляд на море заставил меня забыть палубу. Не видав, не представишь себе ничего подобного: борта парохода, прежде высоко стоявшие над водой, теперь, казалось, были наравне с нею, а немножко подальше, и справа, и слева, поднимались водяные черно-синие горы, все испещренные бурыми пенистыми гребнями.
Пароход, казалось, был ими сжат. Еще мгновение -и одна из них обрушилась через левый борт, целый водопад пролился в машинный люк. Почти бессознательно вскочил я на веревочную лестницу правой стороны, поближе к шлюпке, висевшей на растрах и уже разбитой ударами волн. Не замечая этого, я видел в ней надежду на спасение. Но потоки воды на минуту перестали литься через борт, я сошел на палубу и с нее, оборотясь к корме, увидел, как за ней вдруг поднялась водяная гора... На мгновение я закрыл глаза, ожидая потопления, пароход прыгал, страшно качался, но не каждый раз черпал воду бортами... сам успел схватиться за веревки у мачты, когда через правый борт хлынула... новая масса воды и обдала нас с головы до ног. Судорожно цеплялся я за веревку и, к счастью, удержался. Секунды две я был совершенно в воде, невольно -открытыми глазами - видел синеву водяной массы, рот был полон воды. Весь мокрый, остался я на своем месте у мачты... Водяные горы поднимались и рушились между тем по-прежнему... одна из них ударила на ют, где находились капитан и двое рулевых. Капитан поднял руки и вскрикнул, колесо руля и поперечина оказались изломанными, раздробленными, но люди уцелели. За минуту перед тем капитан привязал веревками себя и их. Руль поспешили как-то прикрепить и, повернув пароход на ветер, предоставили его воле бури и волн».
Целых десять дней продолжалась буря. Наконец, пароход добрался до Алжира.
Литература
- Б. Д. Степин, Л. Ю. Аликберова/ Книга по химии для домашнего чтения. - М.: Химия, 1994 г.
Род Бутлеровых
«Наша фамилия, говорят и думают, английского происхождения, а по мнению других, мы происходим из немецкой нации: ибо у одного немца, однофамильца нашего нашёлся одинаковый с нашим герб, который между прочими вещами представляет кружку (верно предки наши были пристрастны к пиву, как все англичане и немцы» - так писал Александр Михайлович о себе.
Генеалогическое древо Бутлеровых
Интересы детства
Кама в разлив. 19 в.
Михаил Васильевич Бутлеров - отец Саши Бутлерова пользовался большим уважением и любовью всех знавших его, был человеком образованным и любознательным. Он оставил в Бутлеровке прекрасную библиотеку и очень любил читать художественную литературу и книги по различным отраслям знания. Любовь к чтению передалась и сыну. В доме Бутлеровых уважался труд, и сам хозяин дома являл всем пример трудолюбия. Благодаря его умелому руководству сельское хозяйство в его имении велось успешно и культурно.
Разносторонность отца вызывала у сына стремление к многогранной деятельности. В доме были клавикорды, и мальчик охотно учился музыке. На всю жизнь он сохранил любовь к музыке, очень тонко в ней разбирался и сам хорошо играл позднее на рояле.
Клавикорды
Отец стремился развивать сына не только умственно, но и физически. Спорт был в большом почете в доме полковника Бутлерова. Юный Александр сам смастерил себе на отцовском токарном станке гири и другие гимнастические принадлежности и ежедневно упражнялся с ними. Физически он настолько окреп, что впоследствии, став взрослым, бывало, не застав друзей, брал у них в кухне железную кочергу, и оставлял её вместо визитной карточки, согнутую в форме буквы «Б».
Развлечения и увлечения
В учебе он всегда отличался выдающимися способностями: большой организованностью, любознательностью и от природы имел отличную память. Наизусть заучивал А.С. Пушкина, других русских поэтов, занимался изучение иностранных языков, овладев в совершенстве французским, английским и немецким языками.
Он любил фейерверки и, кроме того, ему нравилась химическая посуда. Его воображение занимал процесс превращения веществ.
Однажды, увлекшись опытами, он совсем позабыл о предосторожности и кухню пансиона где он занимался тайком потряс оглушительный взрыв. Так вспоминает этот день товарищ А.М Бутлерова - М. Шевеляков по Казанскому пансиону Топорнина: "В один прекрасный день, весенний вечер воспитанники шумно и весело играли в лапту, … а «неистовый Ролланд» дремал на солнечном припеке, в кухне раздался оглушительный взрыв … Все охнули, а Ролланд прыжком тигра очутился в подвальном этаже, где помещалась кухня. Затем, перед нами снова показался тигр, безжалостно влачивший Бутлерова с опаленными волосами и бровями, а за ним, нонурив голову, шёл дядька, привлеченный в качестве сообщника, тайком доставлявший материалы, необходимые для проведения опытов. К чести пансиона А.С. Топорнина, следует заметить, что розги никогда не употреблялись в этом заведении, но так как преступление Бутлерова выходило из ряда вон, то наши педагоги придумали, новое небывалое наказание. Раза два или три преступника выводили из темного карцера в общую обеденную залу с черной доской на груди, на доске крупными белыми буквами красовалась табличка: «Великий химик»». Напророчили!"
Интересы юности
После поступления Бутлерова в Казанский университет ему от природы любознательному молодому человеку открылись возможности проявить себя в полной мере. На первых курсах он особенно увлекался ботаникой, зоологией, в частности - энтомологией - наукой о насекомых. Ежегодно студент Бутлеров совершал в окрестностях Казани длительные естественно-научные экскурсии и экспедиции ботанического характера, исследуя флору и фауну местного края. В лице студентов Д.П Пятницкого, М.Я Киттары и Н.П Вагнера (сына профессора Петра Ивановича Вагнера) Александр Бутлеров нашел товарищей и единомышленников по своим занятиям естественными науками и любви к природе, по страсти к туризму и научным экскурсиям.
Постоянным развлечением будущего великого химика было сжигание фейерверков, которые он сам изготовлял, будучи искусным пиротехником. Интерес к химическим опытам, приобретенный ещё в пансионе Топорнина нашел богатую пищу в университете, где в лице выдающихся профессоров, влюбленных в химию - К.К. Клауса и Н.Н. Зинина Бутлеров-студент реализовал свой интерес к этой науке. Вот как сам Бутлеров рассказывает о своих занятиях химией в Казанском университете: «Сам Николай Николаевич только что получили в то время азоксибензид, и вслед за ним бензидин. Шестнадцатилетний студент-новичок - я в то время, естественно увлекался наружной стороной химических явлений и с особенным интересом любовался красивыми красными пластинками азобензола и блестящими серебристыми чешуйками бензидина».
К.К. Клаус Н.Н. Зинин
Интересы и развлечения юности
Несмотря на то что Бутлеров много и упорно работал в студенческие годы в университет, он умел отдохнуть и развлечься, попроказничать и поповесничать. Однажды на главной улице Казани, около церкви собралась большая толпа молящихся. Вдруг мимо толпы медленно прошел человек чудовищного роста. При виде чудовища молящиеся стали творить крестное знамение. Раздались возгласы:
- Антихрист!
«Антихрист», которого вели за руки два человека медленно удалялся. Внезапно чудище «рассыпалось», и перед ошарашенной толпой с хохотом пробежало четверо юношей. Это была проделка Бутлерова и его товарищей: Бутлеров взгромоздился на плечи высокого Пятницкого, а Киттары и Вагнер надели на великана шинель и вся ватага продефилировала перед толпой обывателей, испуганных приходом «антихриста».
Одним из увлечений, возможно под влиянием приезжих акробатов, были физические упражнения. Бутлерову удалось скопировать некоторые из акробатических номеров, хотя вообще он «был тяжел, неуклюж и неловок». Для развития силы и ловкости друзья сделали чугунные пудовые шары и жонглёрские металлические мячики и палочки. Бутлеров был настолько силен, что один раз разогнул руками закреплённый в стене толстый массивный крюк на который запиралась дверь в университете.
Цирк шапито в Казани
Бутлеров- ученый, самый увлеченный
Лектор и популяризатор химической науки в Казани
А.М Бутлеров с сотрудниками
Лаборатория в Казани
Загруженность Бутлерова не мешала ему безвозмездно читать публичные лекции «лицам всех состояний», видя в этом одну из форм служения народу. Эти лекции требовали от него большой методической подготовки и особого внимания к вопросам практического применения. Бутлеров стал преемником Клауса по чтению лекций в технической химии для широкой публики. На лекциях Александра Михайловича людей привлекал не только талант лектора, но и то, что они сопровождались эффектными опытами. О большом влиянии на слушателей и пользе для них этих лекций можно судить по воспоминаниям Захара Степановича Боброва - талантливого русского изобретателя из народа. В мае 1881 года Бобров приезжал в Петербург, но не застал его и оставил большое письмо, из которого следует: «Честь имею рекомендоваться, я один из тех…, которые имели счастие слушать прекрасные Ваши популярные, вольные лекции в Казани.
Я, крестьянин Вятской губернии, назад тому 25 лет, приезжал из деревни в Казань, чтобы послушать Ваши лекции; после нескольких лекций я представлен был Вашему превосходительству добрым помощником Вашим, Федором Христиановичем Грахе, удостоен был Вами милостивого внимания так, что даже обласкан был Вами и допущен прослушать несколько рядовых Ваших лекций в числе студентов. Наконец позволено было мне даже произвести несколько опытов в лаборатории. Такое высокое Ваше ко мне внимание ободрило любовь мою к наукам и утвердило желание учиться, что я тут же дал себе слово изучить, во что бы то ни стало естественные науки, насколько хватит моих мозгов… Плодом моих трудов, я имею право доложить Вашему Превосходительству, что я вышел из профанов по отношению знаний этих наук настолько, что вот уже двадцать лет с желаемым успехом работаю по химии, механике и медицине» (прим.: Бобров публиковал свои изобретения в «Земледельческой газете и в «Вятских губернских ведомостях» ).
Лектор и популяризатор химической науки в Санкт-Петербурге.
Бутлеров А.М. и Менделеев Д.И. с коллегами. Санкт-Петербург.
Многие из деятелей русской науки и техники, по свидетельству Тимирязева, «признавали в этих лекциях первый толчок, пробудивший в них желание изучить естествознание». Явившись в Петербург в разгар широкого умственного движения, характеризуемого расцветом естествознания, Бутлеров не остался в стороне. Им были прочитаны, а затем и напечатаны лекции «О практическом значении научных химических работ» в 1871 году. В ней Александр Михайлович в популярной форме показал связь науки и общества, значение научных работ по «чистой химии» для развития химической промышленности, взаимозависимость между опытной стороной и теорией. В 1875 году Бутлеров прочитал две публичные лекции, организованные Русским техническим обществом, на весьма актуальную и новую тему -
Члены Русского технического общества
«О светильном газе», а в 1885 году три очень интересные лекции «О воде», которые, к сожалению, остались не изданными. В научно-популярной статье «Кое-что из химии и физики» (1873 г.), написанной для детского литературно-научного сборника, Бутлеров очень просто и доходчиво рассказал маленьким читателям о процессах горения.
Любовь к музыке и театру
В свободное время (если оно оставалось) Александр Михайлович отдавался игре на рояле или посещению театра. Так во время своих хлопот по защите докторской диссертации, он в Москве, большую часть времени проводил за игрой на бильярде, у родственников или в театре. Он всегда страстно любил музыку, особенно вокальную, и позднее, в петербургский период своей жизни, отдавал опере все свободные вечера. В эту же поездку в Москву Бутлерова привлекала в театре знаменитая Рашель, гастролировавшая по России.
Рашель. Фото.
Технологии и коммерция
Бумажная фабрика в Англии
Во время заграничной поездки Бутлеров сделал подробные описания машин и оборудования фабрик, снабженные его же собственными рисунками. Больше всего его интересовали заводы по производству газа, сырьем для которого служила древесина. В отчете о командировке он подчеркнул, что употребление газа, почти во всех виденных им лабораториях представляет огромное удобство, а его отсутствие - один из недостатков лаборатории Казанского университета. Вскоре после возвращения в Казань Бутлеров начинает получать таким же путём газ в Казанском университете.
Один из авторов воспоминаний о Бутлерове рассказывает о его попытке устроить мыловаренный завод: «Совпало это с оживлением деятельности после крымской войны. Александр Михайлович попытался применить свои теоретические познания к практической деятельности и потерпел неудачу: тогда ему не было ещё и тридцати лет, и он не знал, что в промышленности важно знать, как подать товар лицом. Он стал варить на своём заводе прекрасное яичное мыло из яичных желтков - оно не могло стоить дешево и не могло иметь яркого жёлтого цвета; конкуренты его окрашивали простое мыло желтой краской, называли эту смесь яичным мылом, и продавали. Такое мыло стоило дешево, покупатели охотно брали, крашенное мыло принимая его за яичное. Потерпев неудачу с мылом, Бутлеров стал приготовлять из костей фосфор, а из фосфора «зажигательные спички», но и это производство потерпело участь первого. Но, не все так плохо у Александра Михайловича оказалось с коммерцией. Например, в селе Александровке, что ныне в Бавлинском районе республики Татарстан, (до революции в Самарской губернии) уже в его Петербургский период появляется небольшой спиртовый заводик.
Вид села Александровка 60-е годы ХХ века
Всеми делами руководил управляющий Ф. М. Буренин. В течение года завод работал 6-7 месяцев. Сезон начинался с сентября и заканчивался в апреле. Дневная выработка спирта-сырца составлял а 150-180 вёдер. Вплоть до 50- х годов он представлял собой маленькое предприятие с ручным трудом. В качестве топлива использовали дрова, торф, уголь. Именно от Бутлерова и получила своё название Александровка.
Сельские страсти Бутлерова
Любовь к природе
Под влиянием отца Александр Бутлеров с детства хорошо узнал и горячо полюбил родную природу, приучился к самостоятельному труду, к полевым и садовым работам, пчеловодству, стал отличным стрелком, и охотником, прекрасным наездником и пловцом. Еще в детстве Александр Михайлович вместе с отцом охотно, с большой любовью занимался различными ремеслами (слесарным, токарным), ухаживал за фруктовыми деревьями своего сада. Помогал отцу и возился на пчельнике. Имея медицинские познания и навыки его отец - Михаил Васильевич безвозмездно лечил обращавшихся к нему жителей Бутлеровки и окрестных деревень, что и передалось сыну.
Любовь к природе. Пчеловодство.
Александр Михайлович сыграл большую роль в деле распространения пчеловодных знаний. Именно он предложил ввести пчеловодство в число предметов, преподававшихся в учительских семинариях и о рассылке популярных книг по пчеловодству в духовные семинарии и солдатские школы. Любовь к пчёлам позволили А.М. Бутлерову создать свою теорию ведения пчеловодства, а его обаяние, мягкость в обращении и особая способность заинтересовать каждого загадочным миром медоносных пчел приумножили число любителей сереброкрылых сборщиц. Его труд, написанный в 1871 году: “Пчела, её жизнь и главные правила толкового пчеловодства” была удостоена почётной Золотой медали, награждена Императорского Вольно-Экономического 0бщества Еленнинской премией и выдержала 10 изданий.
С пчелами Александр Михайлович познакомился совершенно случайно. Летом в 1860 году у него в деревне гостил его друг со студенческой скамьи проф. зоологии Н. П. Вагнер. Последний в то время задумал обширный труд по анатомии пчел и по его просьбе А. М. устроил в своем доме стеклянный улей, по модели, предложенной казанским пчеловодом Клыковским. Написал ли свой труд Вагнер, неизвестно, но только Бутлеров так увлекся пчелами, что на следующий год в его саду уже стояло несколько колод с пчелами.
До 1869 года пчелы велись сами по себе и Александр Михайлович оставалось лишь любоваться их летом. Дохода за эти годы пчелы не давали. Во время заграничной поездки в 1867—68 годах А. М. Бутлеров познакомился в Германии с пчеловодством Дзиржана и Берлепта. Его могучий ум сразу понял насколько разборные ульи, как Берлепта, лучше и удобнее для пчеловода неразборной колоды (до Бутлерова в пчеловодстве использовались неразборные колоды, которые представляли собой обрубок ствола дерева). Во время заграничной поездки в 1867—68 г. Бутлерову бросилась в глаза та разница общественного пчеловодства, какая существовала между русским пчеловодством и заграничным.
Колоды, используемые в пчеловодстве в ХІХ веке.
За границей пчеловодная литература как периодическая, так и непериодическая имелась в довольно большом количестве; пчеловоды были объединены в товарищества и общества, насчитывающие тысячами своих членов. Понимая все значение пчеловодства для России и видя, что оно падает, и даже идет к совершенному уничтожению, благодаря не соответствующим времени методам пчеловождения Бутлеров решается помочь населению в этом вопросе. Труд предстоял громадный, но Александр Михайлович идет на этот поистине подвиг без страха. Понимая, что помощь в этом случае возможна лишь в виде дачи соответствующих знаний, а всякими материальными пособиями в России не могут помочь, он решается просветить русских пчеловодов. Прежде всего, нужно было собрать некоторое ядро, на которое и можно было бы опираться в своей работе.
И вот 25 ноября 1871 года Александр Михайлович в заседании Вольно-Экономического Общества, не состоя его членом, делает доклад "о мерах к распространению рационального пчеловодства”. С 1872 года объединяющим центром периодической литературы является отдел пчеловодства в "Трудах И.В.Э.О.”. В первый год существования (1872) появилось более 20 статей; в 1873 г.— более 45; в 1874 г.— более 50 и т. д. Кроме статей русских пчеловодов в отделе пчеловодства в "Трудах Известия Вольно-экономического общества” помещались заметки о новостях иностранного пчеловодства. В начале эти заметки составлялись самим А. М., а когда появился самостоятельный журнал, то размещал статьи в нем.
В "Трудах” же печатался и список пчеловодов, известных Императорскому Вольно-экономическому Обществу благодаря этому списку пчеловоды могли взаимодействовать друг с другом. Количество известных пчеловодов в обществе быстро росло; так: в январе 1872 г. это число было 26 ч.; в марте 31 ч.; в январе 1873 г.—73; в январе 1874 г.—106; в январе 1875 г.—138 и, наконец, в 1886 годы список пчеловодов имел 394 человека. Благодаря "Трудам” пчеловоды без видимой организации сгруппировались вокруг Бутлерова. Это видно хотя бы из того, что, по свидетельству В.С Россоловского (племянника А.М), Александру Михайловичу приходилось в год отвечать более чем на 1000 писем пчеловодов.
Герб Императорского Вольно-экономического общества
До 1880 г. "Труды Императорского Вольно-экономического Общества” был единственным органом пчеловодов. К концу 1885 года нашлись средства для издания отдельного пчеловодного журнала. И вот с января 1886 года в России появился первый самостоятельный пчеловодный журнал "Русский пчеловодный листок”, под редакцией А. М. Бутлерова. Средства на издание были даны И.В.Э.О. Первая подписка на "Русский пчеловодный листок” дала 600 подписчиков (последний раз одной книжкой за весь год "Русский пчеловодный листок” вышел в 1918 г., просуществовав 33 года).
Живя в Петербурге, Александр Михайлович, не менее одного вечера в неделю уделял на заседание пчеловодной комиссии, вел переписку с пчеловодами всей России, хлопотал в министерстве об учреждении и усовершенствовании пчеловодных школ, о разрешении отправки пчел почтовыми посылками, по железным дорогам, на пароходах, о мерах борьбы с фальсификацией воска и т. д. При этом он читал публичные лекции, руководил переводами, редактировал пчеловодную периодическую литературу. Последний раз заседание пчеловодной комиссии при Вольно-экономическом обществе с участием великого химика состоялось 24 марта.
Главный штаб Императорского Вольно-экономического общества
Всегда славились своим вкладом в эту постоянно развивающуюся науку. Но, пожалуй, одними из самых выдающихся являются такие химики, как Александр Михайлович Бутлеров и Дмитрий Иванович Менделеев, которые стали легендарными учеными, а сегодня известны не только в России, но и во всем мире. В нашей статье мы расскажем о биографии и научной деятельности этих великих людей.
Александр Михайлович Бутлеров: биография
Александр Бутлеров родился в первой половине 19 века в городе Чистополь. Благодаря тому, что появился он в семье зажиточного помещика, мальчик получил хорошее образование. Сначала обучался в частном пансионе, затем в гимназии, после чего поступил в университет. С самого начала обучения в вузе его заинтересовали зоология, химия и ботаника.
Александра Михайловича
Такие великие русские химики, как Александр Михайлович Бутлеров, внесли огромный вклад в науку. После окончания университета молодой человек принимает решение посвятить себя науке и уже через несколько лет становится профессором.
Однако в юношестве из-за пристрастия к химии Александр Михайлович терпел и наказания. Он увлекался тем, что со своими друзьями делал и однажды даже по его вине произошел взрыв в пансионе. Это стало результатом одного из его опытов. Александр был наказан. В течении нескольких дней он стоял в столовой у всех на виду, а на шее у него висела табличка с пророческой надписью - "Великий химик".
Александр Михайлович Бутлеров, как и другие великие русские химики, был увлечен изучением органики. Среди его самых величайших открытий можно отметить создание знаменитой теории о химическом строении.
Дмитрий Иванович Менделеев: биография
Дмитрий Менделеев родился в Тобольске. С самого раннего детства его мать начала замечать, что ее самый младший ребенок (семнадцатый по счету), Дмитрий, невероятно одаренный подросток. Однако в школе его химия не интересовала вовсе - он увлекался только математикой и физикой.
В 1855 году Менделеев Дмитрий Иванович окончил Санкт-Петербургский Главный педагогический институт, после чего незамедлительно последовали его многочисленные научные работы, доклады и диссертации.
Научная деятельность Дмитрия Ивановича
Дмитрий Иванович Менделеев является великим исследователем в области физики, математики, экономики, метеорологии и др. Но особенно важен его вклад в химию. Помимо того, что великий ученый сделал множество исследований и опытов, написал массу диссертаций и научных работ, исследовал газы, растворы, обучал молодых людей, написал первый в России учебник - "Основы химии", он еще и сделал ключевое открытие в этой области. Это была всех химических элементов, то есть знаменитая таблица Менделеева.
Многие великие русские химики были удивлены этим открытием и поражены. Менделееву удалось не только внести в таблицу все элементы, но и предсказать существования тех, которые никто никогда не видел. Благодаря таблице Менделеева школьникам и студентам стало намного проще изучать химию, а самим ученым - легче делать открытия и сверять данные.
Менделеев после своей смерти оставил поколению более 1500 научных трудов. В честь Дмитрия Ивановича назвали 101-й химический элемент - менделевий.
Александр Михайлович Бутлеров и Дмитрий Иванович Менделеев - это два очень интересных человека, которые посвятили свою жизнь научной деятельности и сделали множество важных открытий. Как и все великие русские химики, они являются уникальными, а их работы изучают в русских и иностранных университетах.
Ученик 11 “т” класса и ученица 11“п” класса Первой Университетской гимназии имени академика В.В. Сороки города Великого Новгорода Новгородской области Олигеров Николай и Нестерова Лидия.
Невозможно представить себе жизнь современного общества без органических соединений, которые используются во всех отраслях деятельности человека. В настоящее время известно около 10 млн органических веществ, и это количество постоянно увеличивается. Появляются новые материалы, удовлетворяющие современным требованиям техники и технологий. Свойства материалов зависят от их структуры, исследование которой становится делом первостепенной важности. Для создания новых материалов необходимо, в первую очередь, «сконструировать» структуру данного материала.
Органическая химия, прежде чем стать наукой, прошла несколько стадий в своем развитии: первая, когда об органических веществах накапливались лишь эмпирические сведения; вторая, когда были сделаны первые попытки обобщения этих сведений, проявившиеся в том, что органические вещества стали отличаться от минеральных; третья, когда химики пришли к правильному выводу об особенностях в составе органических соединений и органическая химия получила свое современное наименование; четвертая - создание первых еще не совершенных теорий, пытавшихся связать состав органических соединений со свойствами и даже составить представление о тех «блоках», из которых состоят органические соединения. И лишь затем, после создания теории химического строения, наступило «стройное соединение» фактического и теоретического знания, которое содержит в себе современная химия как наука.
Цель данного исследования: сравнить теоретические представления о строении органических соединений Д.И.Менделеева и А.М.Бутлерова.
Скачать:
Предварительный просмотр:
МОУ «Первая Университетская гимназия
имени академика В. В. Сороки»
НАУЧНАЯ РАБОТА ПО ХИМИИ,
ПОСВЯЩЕННАЯ 175-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА,
НА ТЕМУ
“ СРАВНЕНИЕ ВЗГЛЯДОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА И А.М. БУТЛЕРОВА НА ТЕОРИЮ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ”
Выполнили:
Ученик 11 “т” класса
и ученица 11“п” класса
Первой Университетской гимназии
имени академика В.В. Сороки
города Великого Новгорода
Новгородской области
Олигеров Николай и
Нестерова Лидия.
Научный руководитель:
Баженкова Нина Семеновна,
учитель химии
Первой Университетской Гимназии
имени академика В.В. Сороки
Новгородская область, Великий Новгород
ул. Большая Московская, д. 22/3
2008 г
стр.
Введение 3
Глава 1. Александр Михайлович Бутлеров 5
Глава 2. Дмитрий Иванович Менделеев 7
Глава 3. Взгляды Менделеева и Бутлерова на строение органических веществ 9
Заключение 16
Список используемой литературы 17
Приложение 1. Портрет А. М. Бутлерова 18
Приложение 2. Обложка учебника А. М. Бутлерова «Введение к полному изучению органической химии» 19
Приложение 3. Портрет Д. И. Менделеева 20
Приложение 4. Обложка учебника Д. И. Менделеева «Органическая химия» 21
ВВЕДЕНИЕ
Невозможно представить себе жизнь современного общества без органических соединений, которые используются во всех отраслях деятельности человека. В настоящее время известно около 10 млн органических веществ, и это количество постоянно увеличивается. Появляются новые материалы, удовлетворяющие современным требованиям техники и технологий. Свойства материалов зависят от их структуры, исследование которой становится делом первостепенной важности. Для создания новых материалов необходимо, в первую очередь, «сконструировать» структуру данного материала.
Органическая химия, прежде чем стать наукой, прошла несколько стадий в своем развитии: первая, когда об органических веществах накапливались лишь эмпирические сведения; вторая, когда были сделаны первые попытки обобщения этих сведений, проявившиеся в том, что органические вещества стали отличаться от минеральных; третья, когда химики пришли к правильному выводу об особенностях в составе органических соединений и органическая химия получила свое современное наименование; четвертая - создание первых еще не совершенных теорий, пытавшихся связать состав органических соединений со свойствами и даже составить представление о тех «блоках», из которых состоят органические соединения. И лишь затем, после создания теории химического строения, наступило «стройное соединение» фактического и теоретического знания, которое содержит в себе современная химия как наука.
Цель данного исследования: сравнить теоретические представления о строении органических соединений Д.И.Менделеева и А.М.Бутлерова.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
Изучить литературные источники, отражающие развитие взглядов на строение и свойства органических соединений;
Ознакомиться с основными этапами жизни и научной деятельности Д. И. Менделеева и А. М. Бутлерова;
Ознакомиться с оригинальными учебниками по органической химии Д. И. Менделеева и А. М. Бутлерова.
ГЛАВА 1. АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ БУТЛЕРОВ
Александр Михайлович Бутлеров родился 25 августа (ст. ст.) 1828 г. в г. Чистополе, Казанской губернии. В 1844 г. шестнадцатилетний А. М. Бутлеров поступил на естественное отделение физико-математического факультета Казанского университета, где его учителями были знаменитые Клаус и Зинин.
Защитив в 1854 г. диссертацию на степень доктора химии, А.М.Бутлеров принимается за экспериментальные работы и достигает выдающихся результатов в этой деятельности. Одновременно с развертыванием таланта Бутлерова как первоклассного экспериментатора пробуждается его гений теоретика. Он подвергает критике господствующие в то время в области изучения органических соединений теорию типов и теорию замещений и приходит к заключению, что они уже не вмещают всего фактического материала.
19 сентября 1861 г. на съезде немецких врачей и натуралистов в городе Шпейере Бутлеров делает свой знаменитый доклад «О химическом строении тел». Он развивает в совершенно законченной форме новые взгляды на строение органических соединений и впервые предлагает ввести в химическую науку термин «химическая структура», или «химическое строение», подразумевая под этим распределение сил химического сродства, или, иначе, распределение связей отдельных атомов, образующих химическую частицу.
Доклад Бутлерова и его новые взгляды на строение органических соединений были холодно приняты немецкими химиками, за исключением отдельных лиц, из которых прежде всего надо упомянуть Эрленмейера, позднее Вислиценуса.
Не довольствуясь развитием положений теории химического строения, Бутлеров приходит к заключению, что для успеха нового учения необходимо получение новых фактов, вытекающих из него. Поэтому, вскоре после возвращения в Казань, он приступает к обширным экспериментальным исследованиям, главнейшим результатом которых прежде всего явился знаменитый бутлеровский синтез триметилкарбинола - первого представителя третичных спиртов.
Получение Бутлеровым неизвестного класса третичных спиртов, предсказанных теорией химического строения, имело, несомненно, громадное значение для укрепления и признания нового учения. Получение триметилкарбинола для укрепления теории химического строения имело почти такое же значение, как открытие неизвестных, предсказанных Менделеевым элементов для укрепления и признания периодического закона.
В этот же период наибольшего развития своего таланта Бутлеров приступил к изданию своего знаменитого учебника «Введение к полному изучению органической химии». Первый выпуск этого учебника вышел в 1864 г., все издание было закончено в 1866 г.
Кипучая научная и общественная деятельность А. М. Бутлерова оборвалась внезапно. 5 августа (ст. ст.) 1886 г. Бутлеров скончался в возрасте 58 лет в деревне Бутлеровке, Казанской губернии, где и был похоронен.
ГЛАВА 2. ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ МЕНДЕЛЕЕВ
1841-1849 годы – Дмитрий Менделеев проходит курс обучения в той же гимназии, директором которой был его отец. Мария Дмитриевна, видя стремление и способности сына к науке, отвезла его сначала в Москву, а потом – в Петербург. В Петербурге Менделеев начал учиться в педагогическом институте, на отделении естественных наук физико-математического факультета.
1856 год – Менделеев возвращается в Петербург, поступает в Петербургский университет приват-доцентом. Защищает диссертацию на тему «Об удельных объемах» и становится магистром химии и физики. Одновременно читает лекции в университете по органической и теоретической химии. В октябре этого же года защищает вторую диссертацию.
1859 год – Дмитрий Иванович командирован за границу. Устраивается в Гайдельберге, обустраивает там небольшую лабораторию. Активно работает над исследованием капиллярности жидкостей. Пишет научные статьи «О расширении жидкостей», «О температуре абсолютного кипения». В 1860 году он принимал участие в химическом конгрессе в Карлсруэ.
В 1861 году Менделеев возвращается в Петербург, на свое место приват-доцента в университете. Публикует курс «Органическая химия» - первый в России учебник, посвященный этой теме. За этот труд Дмитрий Иванович удостоен Демидовской премии. В этом же году пишет статью «О пределе СnH2n + углеводородов».
В 1863 году Дмитрий Иванович Менделеев становится профессором Петербургского технологического института.
Начало совместной деятельности Бутлерова и Менделеева приходится на 1868 год, когда Менделеев Предложил Бутлерову, работавшему в Казанском университете, баллотироваться по кафедре химии Петербургского университета на должность экстраординарного профессора.
1869 год – Дмитрий Иванович создает знаменитую периодическую систему элементов.
ГЛАВА 3. ВЗГЛЯДЫ МЕНДЕЛЕЕВА И БУТЛЕРОВА НА СТРОЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Накопление большого экспериментального материала в органической химии потребовало создания единой теории, способной не только объяснить, но, главное, научно предвидеть новые факты, аналогично тому, как с помощью Периодического закона Д.И.Менделеева стало возможным предсказывать существование новых элементов с определенными свойствами.
Первая попытка упорядочить разрозненные представления о строении органических веществ – введение понятия «радикал» (конец XVIII века). Радикал – это неизменяющаяся группа из нескольких атомов, которая в ходе химических реакций может переходить от исходного вещества к продукту реакции. Д. И. Менделеев частично разделял эти взгляды: «… радикал тела есть та часть его элементов, которая остается неизменною при простейших реакциях тела, особенно при замещениях». Полное развитие теория радикалов получила в 30-х годах XIX века, после открытия Ю. Либихом и Ф. Вёлером радикала бензоила. Затем на смену теории сложных радикалов пришла теория химических типов, созданная Ш. Ф. Жераром к середине XIX века. Согласно этой теории, все известные в то время органические вещества были отнесены по характеру химических превращений к пяти типам: тип водорода, тип хлороводорода, тип воды, тип аммиака, тип метана. При замене атома водорода в любом из этих типов на радикал можно получить различные органические соединения.
Теория типов позволила создать более четкую систему классификации органических соединений и показала возможность перехода одних соединений в другие.
Ограниченность этой теории заключалась в том, что она рассматривала в основном только реакции замещения и не могла объяснить другие типы органических превращений, например, реакции присоединения. Одним из первых на этот недостаток обратил внимание Д.И.Менделеев. Этот выдающийся ученый сыграл значительную роль в развитии органической химии в нашей стране. Несмотря на то, что органическая химия не являлась основной областью его научных интересов, но все же и в этом направлении своей научной деятельности он оставил заметный след.
Д.И.Менделеев считал, что «в ведение … типов весьма облегчает изучение реакций, потому что реакции тел, относимых к данному типу, происходят параллельно, или, иначе выражаясь, к одному типу относят тела, имеющие параллельные реакции».
Но, в основном разделяя положения теории типов, в своих экспериментах он получил факты, не укладывающиеся в данную теорию, и попытался дать им свое объяснение: «… подобное типическое представление о составе тел, как видно и по самому существу его происхождения, имеет свою силу только для изъяснения реакций замещения, при которых не произошло изменения радикалов, оно вовсе не уясняет ни реакций присоединения, ни тех реакция, при которых происходят изменения в самих радикалах, например, когда радикал меняет атомность или когда он изменяется в составе»
Свои взгляды он изложил в известной статье «О пределе органических соединений», напечатанную в 1861 г. в «Журнале Химического общества».
Созданный Д.И.Менделеевым обширный и оригинальный курс «Органической химии», удостоенный Большой Демидовской премии, был едва ли не первым учебником органической химии на русском языке; причем уже через два года этот учебник вышел вторым изданием.
В отличие от Менделеева научное кредо Бутлерова прежде всего заключалось в том, что для обобщения и объяснения фактического материала необходимы теории, однако факты, тем более новые факты не должны принудительным или искусственным образом втискиваться в теоретические представления, сколь бы совершенными эти представления ни казались: « Трудно согласиться с мнением,… что только изыскания над физическими свойствами сложных веществ могут вести к уяснению взаимных отношений, в которых находятся, в этих веществах, их составные части. Но, в то же время, нельзя не признать, что исследования физических свойств имеет, для достижения упомянутой цели, огромное значение».
Согласно взглядам Д.И.Менделеева, все известные углеводороды можно подвести «на основании их состава и реакций, под систему, строго определенную». Основой систематизации «служит способность некоторых из них вступать в весьма сходные реакции и различение … в способности к образованию соединений»
Сам Д. И. Менделеев понимал недостатки «типического способа представления состава тел». Попытка расположить радикалы в ряд, состоящий из многих групп, в соответствии с их реакционной способностью, не увенчалась успехом. «Невозможно установить такой ряд для всех реакций… Один и тот же элемент в разных своих соединениях представляет иногда весьма различные реакции».
Несмотря на то, что теория типов была принята большинством ученых, А. М. Бутлеров считал ее «недостаточною». Он предложил вместо этого основываться на идеях валентности и химического строения, т.е. «химической связи или способа взаимного соединения атомов в сложном теле». Химические свойства сложного вещества, по Бутлерову, определяются «натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением», из чего следует вывод, что по химическим свойствам вещества можно определить его химическое строение и наоборот – по строению судить о свойствах соединений. Зная строение, можно судить о взаимном влиянии атомов в молекулах и о перегруппировках, происходящих при химических реакциях.
Если придерживаться теории типов, то для одного и того же вещества приходится создавать несколько рациональных формул, указывающих направление химических превращений молекул. Напротив, бутлеровская теория строения указывает, что для каждого индивидуального соединения существует лишь одна формула строения, отражающая все свойства вещества.
На основе теории химического строения была создана принципиально новая систематика органических соединений («Введение к полному изучению органической химии»): «Химическая классификация будет естественна, если главным основанием сближения одних тел и разделения других служит аналогия или различие химической натуры их; а натура эта определяется натурой составных частей, их количеством и химическим строением частицы».
При написании «Введения к полному курсу органической химии» А. М. Бутлеров указывает на неточность и недостаточную обоснованность суждений Д. И. Менделеева и вместе с тем новизну взглядов на развитие химии в написанным им первом русском учебнике органической химии: «Единственный и отличный, русский оригинальный учебник органической химии Менделеева, - учебник, не распространенный в Западной Европе без сомнения, только потому, что для него не нашлось еще переводчика, - помещает теоретические воззрения не вполне и на втором плане: он знакомит с ними, но едва ли может привести к отчетливому пониманию необходимой связи, существующей между теорией и фактами. Притом, смею думать, теоретические понятия, здесь изложенные, не представляют просто повторения того, что было уже сказано в сочинениях других авторов».
В 70-80-х годах ХIХ в. разгорелся жаркий спор между сторонниками и противниками теории химического строения органических веществ. Против этой теории в России выступили, главным образом, коллеги Бутлерова по С.-Петербургскому университету – Менделеев и Меншуткин. Оба они в области органической химии долгие годы пользовались теорией типов (теорией замещения), противопоставляя ее теории химического строения. По мнению Менделеева, с теорией химического строения было связано слишком много гипотез, тогда как теория типов этого недостатка не имела. Особенно резко Менделеев сформулировал свое отношение к теории химического строения в третьем издании «Основ химии» в 1872 году, заявив, что «понятия структуристов не могут быть сочтены за истинные…».
Таким образом, Д. И. Менделеев не поддержал теорию, созданную Александром Михайловичем Бутлеровым, так как в большей степени свои эксперименты он основывал на теории замещения. Но, взвесив все «за» и «портив», категорически отвергать теорию химического строения все же не стал. Впоследствии Менделеев писал, что Бутлеров «...стремится, путем изучения химических превращений, проникнуть в самую глубь связей, скрепляющих разнородные элементы в одно целое, придает каждому из них прирожденную способность вступать в известное число соединений, а различие свойств приписывает различному способу связи элементов. Никто не проводил этих мыслей столь последовательно, как он, хотя они и проглядывали ранее... Для проведения того же способа воззрения через все классы органических соединений Бутлеров издал в 1864 г. книгу «Введение к полному изучению органической химии», в прошлом году переведенную на немецкий язык. Бутлеров чтениями и увлекательностью идей образовал вокруг себя в Казани школу химиков, работающих в его направлении. Имена Марковникова, Мясникова, Попова, двух Зайцевых, Моргунова и некоторых других успели получить известность по многим открытиям, сделанным преимущественно благодаря самостоятельности бутлеровского направления. Могу лично засвидетельствовать, что такие ученые Франции и Германии, как Вюрц и Кольбе, считают Бутлерова одним из влиятельнейших в наше время двигателей теоретического направления химии».
В апреле 1879 года А. М. Бутлеров выступил на общем собрании Русского физико-химического общества с докладом «Современное значение теории химического строения». Кроме блестящего изложения основ теории химического строения, речь Бутлерова содержала ответ на критику этой теории, а также критические замечания в адрес теории типов. В качестве самого сильного довода в пользу теории химического строения Бутлеров выдвинул тот факт, что она с необыкновенным успехом оправдывает себя на практике. После этой речи Бутлерова, которая произвела глубокое впечатление на русских химиков, нападки на теорию химического строения прекратились.
Бутлеров не считал свое учение абсолютным и неизменным, он говорил о том, что его теория будет совершенствоваться по мере накопления практический знаний. Несмотря на несогласие Менделеева с теорией химического строения, Бутлеров все же сумел сохранить с ним дружеские отношения и в полной мере сумел оценить достижения Дмитрия Ивановича.
В декабре 1879 года Д. И. Менделеев предложил химической секции Съезда русских естествоиспытателей и врачей создать Комиссию для примирения точек зрения сторонников и противников теории строения. При подготовке четвертого издания «Основ химии» (1881 год) Д. И. Менделеев исключил резкие выпады против структуристов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Среди российских ученых неоценимым вкладом в развитие отечественной и мировой органической химии бесспорно можно считать вклад А. М. Бутлерова и Д. И. Менделеева - двух выдающихся ученых-химиков. Они успели сделать много открытий в области органической химии, их взгляды не раз расходились. Очень большие противоречия между двумя этими гигантами научной мысли вызывал вопрос строения органических соединений. Спор двух ученых привел к появлению современной теории строения органических соединений, без которой были бы невозможны современные достижения органической химии.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- А. М. Бутлеров. «Введение к полному изучению органической химии» в 2-х томах. Том 2. издательство академии наук СССР, Москва, 1953 год.
- Д. И. Менделеев. Собрание сочинений в 25 томах, использованы том 8, том 13. Издательство академии наук СССР, Ленинград-Москва, 1948 год.
- Д. И. Менделеев. «Основы химии». Тринадцатое государственное научно-техническое издательство химической литературы. Москва-Ленинград, 1947 год.
- А. Е. Арбузов. Краткий очерк развития органической химии в России. - Издательство Академии Наук СССР. – Москва-Ленинград, 1957год.
Приложение 1
Портрет А. М. Бутлерова
Приложение 2
Обложка учебника А. М. Бутлерова
«Введение к полному изучению органической химии»
Приложение 3
Портрет Д. И. Менделеева
Приложение 4
Обложка учебника Д. И. Менделеева
«Органическая химия»
Химик, создатель теории химического строения.
Мать умерла, воспитание внука взяли на себя дед и бабушка. Ранние годы Бутлеров провел в глухой деревеньке Подлесная Шантала. Отец, хотя и жил в имении неподалеку, в воспитании сына участия практически не принимал. Хорошо зная лес, Бутлеров рано пристрастился к охоте, с удовольствием ловил бабочек, собирал гербарий. В семейном архиве сохранился удивительный документ, написанный самим Бутлеровым, когда ему только-только исполнилось двенадцать лет. «Моя жизнь» называется короткий рассказ, которому предпослан эпиграф: «Жизнь наша проходит и не возвращается, подобно водам, текущим в море».
«Наша фамилия, как одни говорят и думают, английского происхождения, а по мнению других, мы происходим из немецкой нации: ибо у одного немца, однофамильца нашего, нашелся одинакий с нашим герб, который между прочими вещами представляет кружек (верно, предки наши были пристрастны к пиву, как все англичане и немцы).
Но дело не в родословном списке нашей фамилии, но в описании моей жизни, которую я решился описать вкратце.
Я лишился матери, когда мне было только 11 дней и я не мог чувствовать своей потери; сначала, как обыкновенно бывает, я только и знал бегать и резвиться, в чем мне было раздолье, но при всей ко мне снисходительности я два раза был сечен, один раз подвязкой, в другой не помню чем, так как наверное не помню и число экзекуций, которые, впрочем, я получал только тогда, когда был маленьким; а после я ни разу этого не заслужил от моих наставников.
Пришло время, когда меня посадили за ученье, и я, выучивши азбуку, стал складывать ба, ва , а потом бра, вра , и наконец стал читать по верхам. После надобно было начинать писать: и, едва научился писать по-русски крупно по линейкам, меня заставили учиться по-французски и по-немецки. Я помню, что бывало мне часто говаривали: «если ты будешь учиться, то и мы будем доставлять тебе все удовольствия», и точно это было всегда так, это же говорят мне и ныне.
Прошло, может быть, года полтора после того, и я уже знал несколько фраз на память и изрядно писал, хотя и крупно, на этих языках, как вдруг меня вздумали везти в пансион в Казань учиться. Вот это-то уже было для меня совершенно громовым ударом: ибо я тогда еще не понимал своей пользы, но, несмотря на это, я был отвезен в пансион; там я сначала очень плакал, а потом привык, слезы мои перестали литься, и я стал более думать об ученье и о том, чтоб чрез это доставить утешение папеньке и моим родным, нежели о том, чтобы возвратиться домой в деревню. Здесь живу я и по сие время благополучно, выдержав целые два раза экзамен, эту ужасную и вместе веселую для пансионеров эпоху».
В 1844 году, закончив гимназию, Бутлеров поступил на естественный разряд физико-математического отделения философского факультета Казанского университета. Белокурый широкоплечий студент с удовольствием занимался химией, но все свободное время по-прежнему отдавал природе. Ботаника и энтомология остались его увлечением. Однажды, охотясь в киргизских степях, Бутлеров заболел брюшным тифом. Полуживым его доставили в Симбирск, где его с трудом выходил отец. Но сам отец, заболев, умер. Это событие сильно отразилось на прежде живом характере Бутлерова. Он помрачнел, потерял прежнюю живость. Зато занятия его стали более углубленными. На упорного студента обратили внимание профессора Казанского университета – К. К. Клаус (это он первый выделил химический элемент рутений), и Н. Н. Зинин. С их помощью Бутлеров оборудовал неплохую домашнюю лабораторию, в которой умудрялся получать достаточно сложные химические препараты, такие, например, как кофеин, изатин или аллоксантин. Более того, он получал в своей домашней лаборатории даже бензидин и галловую кислоту.
В 1849 году Бутлеров окончил Казанский университет.
По представлению профессора Клауса он был оставлен при университете для приготовления к профессорскому званию. «Факультет совершенно уверен, – говорилось в соответствующем постановлении, – что Бутлеров своими познаниями сделает честь университету и заслужит известность в ученом мире, если обстоятельства будут благоприятствовать его ученому призванию».
Как это ни странно, университетскую деятельность Бутлеров начал с чтения лекций по физике и физической географии. Впрочем и степень кандидата он получил за работу о бабочках Волги и Урала. Правда, скоро Бутлеров начал читать лекций и по неорганической химии – для студентов естественников и математиков.
Магистерскую диссертацию Бутлеров защитил в феврале 1851 года. Она называлась «Об окислении органических соединений» и представляла, по словам самого Бутлерова «…собрание всех доселе известных фактов окисления органических тел и опыт их систематизирования». Но уже в этой работе Бутлеров пророчески заявил: «…Оглянувшись назад, нельзя не удивляться, какой огромный шаг сделала органическая химия в короткое время своего существования. Несравненно больше, однако же, предстоит ей впереди и будет, наконец, время, когда мало помалу откроются и определятся истинные, точные законы… и тела займут свои естественные места в химической системе. Тогда химик по некоторым известным свойствам данного тела, зная общие условия известных превращений, предскажет наперед и без ошибки явление тех или иных продуктов и заранее определит не только состав, но и свойства их».
В 1851 году Бутлеров был избран адъюнктом по кафедре химии, а в следующем году выполнил экспериментальную работу «О действии осмиевой кислоты на органические соединения».
В 1854 году он защитил в МГУ докторскую диссертацию «Об эфирных маслах». Сразу после защиты он поехал в Петербург – повидаться со своим учителем Н. Н. Зининым, к тому времени перебравшимся в столицу. «…Непродолжительных бесед с Н. Н. Зининым в это мое пребывание в Петербурге, – писал позже Бутлеров, – было достаточно, чтобы время это стало эпохой в моем научном развитии».
В 1857 году Бутлеров получил место ординарного профессора Казанского университета. Студенты относились к молодому профессору с интересом. Известный писатель Боборыкин, учившийся у Бутлерова, вспоминал:
«В лаборатории, в течение целого курса, присмотрелись мы к А. М. и сошлись с ним. Месяца через два-три отношения сделались самые простые, однако без того панибратства, какое стало заводиться впоследствии. В А. М. всегда чувствовался необыкновенный такт, не допускавший ни его самого, ни его ученика ни до чего банального или слишком бесцеремонного…
Учеников он совсем не муштровал, не вмешивался в их работы, предоставлял им полную свободу, но на всякий вопрос откликался с неизменной внимательностью и добродушием. Он любил поболтать с нами, говорил о замыслах своих работ, шутил, делился впечатлениями от прочитанных беллетристических произведений. В ту зиму он ездил в Москву сдавать экзамен на доктора химии и часто повторял мне: – Боборыкин, хотите побыстрее быть магистром – не торопитесь жениться. Вот я женился слишком рано, и сколько лет не могу выдержать на доктора…».
В том же году Бутлеров выехал в первую заграничную командировку.
Он посетил многие лаборатории и научные центры Германии, Австрии, Италии, Франции, Швейцарии и Англии и хорошо узнал известных ученых того времени – М. Буссенго, К. Бернара, А. Беккереля, Э. Пелиго, А. Сен-Клер-Девиля, Г. Розе, А. Балара. В Гейдельберге Бутлеров познакомился с молодым химиком Кекуле, близко подошедшим к теме его главного открытия.
«Бутлеров, – писал об этой поездке химик Марковников, – был одним из первых русских молодых ученых, воспользовавшихся возможностью ознакомиться ближе с наукой на месте ее рождения. Но он поехал за границу уже с таким запасом знаний, что ему не надо было надобности доучиваться, как это делало большинство потом командируемых за границу. Ему нужно было видеть, как работают мастера науки, проследить зарождение и войти в тот интимный круг идей, которым легко обмениваются ученые при личных разговорах, но очень часто держат их при себе и не делают предметом печати. При таких условиях естественно, что Бутлеров мог легко ориентироваться во всем новом, что представлялось его умственным очам. Любовь к своей науке и правильное, честное понимание дела, лежавшего на нем как на профессоре, не позволяли ему отвлекаться иными вопросами, и он вполне предался изучению современных положений химии и предстоящих ей ближайших задач. С основательным запасом научных знаний, и притом владея совершенно свободно французским и немецким языками, ему не трудно было стать на равную ногу с молодыми европейскими учеными и, благодаря своим выдающимся способностям, избрать себе верное направление».
По возвращении Бутлеров представил Совету Казанского университета подробный «Отчет о путешествии в чужие края в 1857–1858 годах».
Написанный с критическим анализом всего виденного и слышанного этот отчет представлял собой особого рода научный труд. Например, из него хорошо видно, что в Париже в лаборатории профессора А. Вюрца Бутлеров тщательно изучал действие алкоголита натрия на йод и на йодоформ. Указанная реакция изучалась химиками и до Бутлерова, но он первый, умело изменяя условия реакции, сумел получить йодистый метилен – соединение, с плотностью 3.32, которое скоро нашло широкое практическое применение у минералогов. Что же касается йодистого метилена, то в искусных руках Бутлерова он стал исходным продуктом для синтеза многих органических соединений.
«Естественность, – писал он, – необходимость теоретических выводов, вытекающих из фактического развития науки, объясняют и то обстоятельство, что все воззрения, встреченные мною в Западной Европе, представляли для меня мало нового. Откинув неуместную здесь ложную скромность, я должен заметить, что эти воззрения и выводы в последние годы более или менее уже усвоились в казанской лаборатории, не рассчитывавшей на оригинальность; они сделались в ней общим ходячим достоянием и частью введены были в преподавание. Едва ли я ошибусь, если предскажу в недалеком будущем слияние спорных воззрений и освобождение их от своеобразных костюмов, в которые они пока еще одеты и которые нередко закрывают внутреннее содержание, их действительный смысл».
Реорганизовав химическую лабораторию казанского университета, Бутлеров в течение нескольких лет выполнил ряд важнейших экспериментальных исследований.
В 1859 году, например, при действии на йодистый метилен уксуснокислым серебром, он получил уксусный эфир метиленгликола, а при омылении эфира вместо ожидаемого метиленгликола – полимер формальдегида, которому дал название – диоксиметилен. Это вещество, оказавшееся смесью полимеров, послужило для Бутлерова продуктом для других, еще более блестящих опытов синтеза.
Так, в 1860 году, при действии на диоксиметилен аммиаком, он получил сложное азотосодержащее соединение, так называемый гексаметилентетрамин. Полученное вещество под названием уротропин нашло обширное применение в медицине и в химической промышленности.
В 1861 году Бутлеров сделал не менее замечательное открытие: при действии известкового раствора на диоксиметилен он впервые в истории химии получил путем синтеза сахаристое вещество. Этим Бутлеров как бы завершил ряд классических исследований своих современников:
в 1826 году Велер синтезировал щавелевую кислоту, в 1828 году – мочевину,
Кольбе в 1848 году синтезировал уксусную кислоту,
Бертело в 1854 году – жиры, и
Бутлеров в 1861 году – сахаристое вещество.
Эти эксперименты помогли Бутлерову оформить идеи и предположения, над которыми он работал в те годы, в стройную теорию. Веря в реальность атомов, он пришел к твердому убеждению, что ученые получили, наконец, возможность выражать конкретными формулами строение молекул самых сложных органических соединений.
19 сентября 1861 года на XXXVI собрании немецких естествоиспытателей и врачей в немецком городе Шпейере, в присутствии видных химиков, Бутлеров прочел знаменитый доклад – «О химическом строении веществ».
Доклад Бутлерова начинался с заявления, что теоретическая сторона химии давно не соответствует ее фактическому развитию, а теория типов, принятая большинством ученых, явно недостаточна для объяснения многих химических процессов. Он утверждал, что свойства веществ зависят не только от их качественного и количественного состава, но также еще и от пространственного расположения атомов в молекулах. «Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением». Оценивая значение теорий, бытовавших в то время в химии, Бутлеров уверенно заявил, что всякая истинная научная теория должна вытекать из фактов, которые она призвана объяснить.
Доклад Бутлерова был принят немецкими химиками холодно. Только доктор Гейнц да молодой приват-доцент Эрленмейер отнеслись к докладу Бутлерова понимающе. Но это Бутлерова нисколько не смутило. Ближайшим результатом его работ стал синтез триметилкарбинола, первого представителя класса третичных спиртов, а за ним последовал ряд экспериментов, позволивших подробно выяснить весь механизм реакции получения третичных спиртов.
Опираясь на полученные данные, Бутлеров развил разработанную им теорию химического строения, одновременно подвергнув критике ошибки, допущенные в близких по подходу работах известных химиков Кекуле, Кольбе, Эрленмейера. «С мнением Кекуле, – писал он, – что положение атомов в пространстве нельзя представить на плоскости бумаги, едва ли можно согласиться. Ведь выражается же положение точек в пространстве математическими формулами и следует, конечно, надеяться, что законы, которые управляют образованием и существованием химических соединений, найдут когда-нибудь свое математическое выражение».
В 1867 году, изучая свойства и химические реакции триметилкарбинола, Бутлеров впервые получил йодгидрин триметилкарбинола, а при восстановлении последнего – неизвестный углеводород, названный им изобутаном. Этот углеводород резко отличался от ранее известного химикам углеводорода того же состава, так называемого диэтила (нормального бутана): в то время как нормальный бутан имел точку кипения плюс один градус, изобутан кипел уже при температуре минус семнадцать.
Экспериментальное получение соединений, предсказанных на основе теории химического строения, разработанной Бутлеровым, имело решающее значение для ее утверждения.
В 1867 году, закончив работу над учебником «Введение к полному изучению органической химии», Бутлеров в третий и в последний раз выехал за границу. Необходимость такой поездки назрела: некоторые иностранные химики, прежде не признавшие теорию Бутлерова, теперь начали кое-что из его открытий приписывать себе. А некоторые вообще свели его роль к тому, что Бутлеров якобы просто дал новое название уже разработанной другими теории.
«В мои намерения, конечно, не входит доказывать свои притязания цитатами, – писал Бутлеров в ответ на обвинения химика Л. Майера – друга Кекуле, претендовавшего на приоритет выдвинутых Бутлеровым идей, – однако, если сравнить (в хронологическом порядке) мои работы, вышедшие с 1861 года, с работами других химиков, то придется признать, что эти притязания не необоснованы. Я даже позволю себе думать, что для меня доказать их справедливость будет значительно легче, чем отстоять свою точку зрения тому, кто захотел бы, подобно господину Л. Мейеру, утверждать, что мое участие в проведении нового принципа ограничивается присвоением ему названия принципа „химического строения“ и применением известного способа написания формул…»
«Кекуле, – поддерживал Бутлерова Марковников, – а в особенности Купер, действительно дали первое объяснение атомности углерода и накопления его в сложных частицах. Но от этого еще далеко до теории, обнимающей не только углеродистые вещества, но все вообще химические соединения, и мы действительно уже видели, что сам Кекуле придавал первоначально своим соображениям лишь второстепенное значение. Заслуга Бутлерова в том-то и состоит, что он понял истинное значение этой гипотезы и развил ее в стройную систему».
«То, что Бутлеров ввел здесь, – еще более определенно указывал финский химик Э. Гьельт в своей капитальной „Истории органической химии“, – не является просто новым термином. Понятие о химической структуре совпадает в основном с понятием Кекуле о сцеплении атомов и согласуется со взглядами Купера по этому вопросу. Основы этого понятия были даны этими двумя исследователями, однако истинное содержание и границы его не были достаточно ясно высказаны, и, возможно, что, именно вследствие этого, оно было неправильно понято. Благодаря Бутлерову стало ясным, что химическая структура, с одной стороны, является чем-то совершенно иным, т. е. не является только выражением отношений аналогий и превращения. С другой стороны, структура ничего не говорит о механическом расположении атомов в молекуле, т. е. не является тем, что Жерар, а также Кекуле (вначале), понимали под „строением молекулы“, именно „истинным расположением их атомов“. Напротив, она означает только существующую, но для каждого вещества определенную химическую связь атомов в молекуле».
Несмотря на эту поддержку, Бутлеров в Россию вернулся разочарованный.
«Нам, чужестранцам, – с горечью писал он, – особенно ярко бросается в глаза одна черта немецких съездов, – черта настолько странная, что я не могу умолчать о ней; это стремление к выражению своей национальности при каждом удобном случае. И нет сомнения, что эта гипертрофия национального чувства не мало вредит германцам: она заставляет их недостаточно признавать каждую чужую народность».
В мае 1868 года Бутлерова избрали ординарным профессором Петербургского университета. В связи с этим он переехал в столицу. В представлении, написанном Д. И. Менделеевым, было сказано:
«А. М. Бутлеров – один из замечательнейших русских ученых.
Он русский и по ученому образованию и по оригинальности трудов.
Ученик знаменитого нашего академика Н. Зинина, он сделался химиком не в чужих краях, а в Казани, где и продолжает развивать самостоятельную химическую школу. Направление ученых трудов А. М. не составляет продолжения или развития идей его предшественников, но принадлежит ему самому. В химии существует бутлеровская школа, бутлеровское направление. Я бы мог насчитать до 30 новых тел, открытых Бутлеровым, но не эта сторона его трудов доставила ему наибольшую известность. У Бутлерова все открытия истекали и направлялись одною общею идеей. Она-то и сделала школу, она-то и позволяет утверждать, что его имя навсегда останется в науке. Это есть идея так называемого химического строения. В 1850-х годах революционер химии Жерар низверг все старые кумиры, двинул химию на новую дорогу, скоро, однако, потребовалось, при богатстве новых сведений, идти далее Жерара. Здесь возродилось несколько отдельных направлений. И вот между ними почетное место принадлежит направлению Бутлерова. Он вновь стремится путем изучения химических превращений проникнуть в самую глубь связей, скрепляющих разнородные элементы в одно целое, придает каждому из них прирожденную способность вступать в известное число соединений, а различие свойств приписывает различному способу связи элементов. Никто не проводил этих мыслей так последовательно, как он, хотя они и проглядывали ранее. Бутлеров чтениями и увлекательностью идей образовал вокруг себя в Казани школу химиков, работающих в его направлении. Имена Марковникова, Мясникова, Попова, двух Зайцевых, Моргунова и некоторых других успели получить известность по многим открытиям, сделанным преимущественно благодаря самостоятельности бутлеровского направления. Могу лично засвидетельствовать, что такие ученые Франции и Германии, как Вюрц и Кольбе, считают Бутлерова одним из влиятельнейших в наше время двигателей теоретического направления химии».
В 1870 году Бутлерова избрали адъюнктом Петербургской академии наук, через год – экстраординарным, а в 1874 году – ординарным академиком.
В работах петербургского периода Бутлеров много внимания уделял изучению способов образования и превращения непредельных углеводородов. Это имело громадное промышленное значение. Сейчас, например, гидратацией этилена в присутствии серной кислоты производят огромные количества этилового спирта, а в результате реакции уплотнения пропилена при обыкновенной температуре, но при повышенном давлении и в присутствии фтористого бора, получают различные продукты со свойствами смазочных масел. Работы Бутлерова легли в основу производства синтетического каучука, а также промышленности высокооктановых топлив.
Заслуги Бутлерова в химии были должным образом оценены.
Он был избран действительным и почетным членом Казанского, Киевского и Московского университетов, Военно-медицинской академии и многих других русских и иностранных научных обществ.
Последние годы своей научной деятельности Бутлеров посвятил доказательствам преимуществ разработанной им теории перед стремительно устаревающей теорией замещения. Эта деятельность потребовала от него многих сил, ведь даже два таких значительных русских химика, как Менделеев и Меншуткин, лишь после смерти Бутлерова признали справедливость большинства его построений.
Бутлеров блестяще предугадал многие этапы развития химической науки. Например, в статье «Основные понятия химии» он еще в 1886 году писал:
«Я ставлю вопрос: не будет ли гипотеза Проута при некоторых условиях вполне истинной?
Поставить такой вопрос значит решиться отрицать абсолютное постоянство атомных весов, и я думаю, действительно, что нет причины принимать такое постоянство. Атомный вес будет для химика, главным образом, не чем другим, как выражением того весового количества материи, которое является носителем известного количества химической энергии. Но мы хорошо знаем, что при других видах энергии ее количество определяется совсем не одной массой вещества: масса может оставаться без изменения, а количество энергии тем не менее меняется, например, вследствие изменения скорости.
Почему же не существовать подобным изменениям и для энергии химической, хотя бы в известных пределах?»
При общих своих материалистических взглядах на природу Бутлеров кое в чем придерживался некоторых, несомненно, избыточных взглядов. Например, он искренне верил в спиритизм, он даже пытался подвести под него теоретическую базу. Будучи человеком религиозным, Бутлеров склонялся к тому, что именно спиритизм дает некую тонкую возможность наладить контакт между живыми людьми и душами умерших. Он даже предположил, что наблюдаемые спиритами медиумические явления являются как раз такими попытками установления контактов с «той стороны». Разумеется, официальная церковь отнесла необычную гипотезу Бутлерова к разряду прямой ереси, а специальная ученая комиссия из двенадцати человек, как сторонников, так и противников спиритизма, созданная в 1875 году по инициативе Менделеева при Русском физико-химическом обществе, опубликовала в популярной газете «Голос» отзыв, заканчивавшийся выводом, что «…спиритические явления происходят от бессознательных движений или от сознательного обмана, а спиритическое учение есть суеверие».
Тем не менее, Бутлеров до самой смерти публиковал в русских и в иностранных журналах многочисленные статьи в защиту спиритизма. Интересно, тени каких великих предшественников он пытался вызвать на медиумических сеансах, какие вопросы им задавал? Древние алхимики, например, редко бывали готовы к встрече с необъяснимым, которого так упорно добивались. Известна история, когда один такой алхимик, обескураженный неожиданным появлением дьявола, спросил его: «А что, собственно, хотел сказать Аристотель своей энтелехией?» В ответ дьявол рассмеялся и исчез.
Бутлеров всегда любил живую природу.
К концу жизни он потянулся к земле, к простому труду, пытался приучать своих крестьян к сельскохозяйственной технике, которую специально покупал для них. В своем большом имении, расположенном в Спасском уезде Казанской губернии, он организовал большую пасеку. Он мог часами просиживать возле улья со стеклянной стенкой, сделанного по его специальному чертежу. Итогом долгих наблюдений стал труд «Пчела, ее жизнь и главные правила толкового пчеловодства. Краткое руководство для пчеляков, преимущественно для крестьян», а брошюра Бутлерова «Как водить пчел», изданная им в 1885 году, выдержала двенадцать изданий.
