Русская техника:Глава V
Авогадро Амедео
(9.VIII 1776 - 9.VII 1856)
Итальянский физик и химик, член Туринской АН (с 1819 г.). Родился в Турине. Окончил юридический факультет Туринского университета (1792 г.). С 1800 самостоятельно изучал математику и физику. В 1809 - 1819 гг. преподавал физику в лицее г. Верчелли. В 1820 - 1822 и 1834 - 1850 гг. - профессор физики Туринского университета.
Научные работы относятся к различным областям физики и химии. В 1811 г. заложил основы молекулярной теории, обобщил накопленный к тому времени экспериментальный материал о составе веществ и привел в единую систему противоречащие друг другу опытные данные Ж. Л. Гей-Люссака и основные положения атомистики Дж. Дальтона, отвергнув часть последних. Открыл (1811 г.) закон, согласно которому в одинаковых объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое количество молекул (закон Авогадро). Именем Авогадро названа универсальная постоянная - число молекул в 1 моле идеального газа. Создал (1811 г.) метод определения молекулярных масс, посредством которого по экспериментальным данным других исследователей первым правильно вычислил (1811-1820 г.) атомные массы кислорода, углерода, азота, хлора и ряда других элементов. Установил количественный атомный состав молекул многих веществ (в частности, воды, водорода, кислорода, азота, аммиака, оксидов азота, хлора, фосфора, мышьяка, сурьмы), для которых он ранее был определен неправильно.
Указал (1814 г.) состав многих соединений щелочных и щелочноземельных металлов, метана, этилового спирта, этилена. Первым обратил внимание на аналогию в свойствах азота, фосфора, мышьяка и сурьмы - химических элементов, составивших впоследствии главную подгруппу пятой группы периодической системы. Результаты работ Авогадро по молекулярной теории были признаны лишь в 1860 г. на I Международном конгрессе химиков в Карлсруэ. В 1820-1840 гг. занимался электрохимией, изучал тепловое расширение тел, теплоемкости и атомные объемы; при этом получил выводы, которые координируются с результатами исследований Д. И. Менделеева по удельным объемам тел и современными представлениями о строении вещества. Издал труд «Физика весовых тел, или же трактат об общей конструкции тел» (т. 1-4, 1837 – 1841 гг.), в котором, в частности, намечены пути к представлениям о нестехиометричности твердых тел и о зависимости свойств кристаллов от их геометрии.
АРРЕНИУС Сванте Август Шведский физикохимик, член Королевской шведской АН (с 1901 г.). Родился в имении Вейк (близ Упсалы). Окончил Упсальский университет (1878 г.). В 1881-1883 гг. совершенствовал образование в Физическом институте Королевской шведской АН в Стокгольме. В 1884-1885 гг. работал в Упсальском университете. С 1886 г. находился в научной командировке за границей: в 1886 работал в Рижском политехническом институте в лаборатории В. Ф. Оствальда, в 1886- 1887 гг. - в университетах Вюрцбурга и Граца, в 1888 г. - в Амстердамском университете в лаборатории Я. X. Вант-Гоффа, в 1889 г. - снова в университете Граца. С 1891 г. - в Стокгольмском университете (с 1895 г. - профессор, с 1897 г. - ректор). В 1905 - 1927 гг. - директор Нобелевского института в Стокгольме.
Один из основоположников физической химии. Основные научные работы посвящены учению о растворах и кинетике химических реакций. На основании своих исследований (1882-1883 гг.), свидетельствовавших об увеличении электропроводности и активности растворов при их разбавлении, сформулировал (1884 г.) вывод о самопроизвольном распаде молекул солей в растворе на заряженные частицы - ионы, то есть высказал идею об электролитической диссоциации. Затем осуществил (1884-1886 гг.) новый цикл работ по изучению зависимости между химическими свойствами растворов электролитов и их проводимостью и выступил (1887 г.) с всесторонне обоснованной теорией электролитической диссоциации, согласно которой активность и степень диссоциации электролитов на ионы падают с ростом концентрации их растворов. Объяснил (1887 г.) физический смысл поправочного коэффициента i, введенного Вант-Гоффом для корреляции экспериментальных и теоретических величин осмотического давления, связав значения этого коэффициента со степенью диссоциации растворенного вещества. Создал учение об изогидричности, разработал теорию гидролиза солей. Установил экзотермический характер большинства процессов диссоциации электролитов и зависимость скорости и полноты протекания этих процессов от температуры. Впервые объяснил (1889 г.) сущность температурной зависимости скорости реакций, выдвинув представления об активных, обладающих избыточной энергией и способных вступать в химическое взаимодействие молекулах, число которых экспоненциально возрастает с ростом температуры., Ввел понятие энергии активации DE и вывел уравнение зависимости константы скорости реакции от фактора частоты столкновения молекул A, температуры и DЕ, ставшее одним из основных в химической кинетике (уравнение Аррениуса). Ряд работ посвятил эволюционной астрофизике.
Член многих академий наук и научных обществ. Иностранный чл.-кор. Петербургской АН (с 1903 г.). Почетный член АН СССР (с 1926 г.).
Нобелевская премия (1903 г.).
БЕРЦЕЛИУС Йене Якоб
(20.VIII 1779 - 7.VIII 1848)
Шведский химик, член Королевской шведской АН (с 1808 г.), ее президент в 1810-1818 гг.. Родился в Веверсунде (юг Швеции). Окончил Упсальский университет (1801 г.). В 1802 - 1832 гг. работал в Медико-хирургическом институте в Стокгольме (с 1807 г. - профессор). С 1818 г. - непременный секретарь Королевской шведской АН. С 1832 г. посвятил себя в основном теоретической деятельности и составлению учебников и обзоров успехов химии и физики.
Научные исследования охватывают все главные проблемы общей химии первой половины XIX в. Экспериментально проверил и доказал (1810 - 1816 гг.) достоверность законов постоянства состава и кратных отношений применительно к неорганическим оксидам и органическим соединениям Определил (1807 - 1818 гг.) атомные массы 45 химических элементов Ввел современное обозначение химических элементов (1814 г.) и первые формулы химических соединений (1817 - 1830 гг.). С 1811 г. занимался систематическим определением элементного состава органических соединений. Опираясь на законы изоморфизма, создал новую систему атомных весов и исправил формулы многих соединений. Открыл химические элементы: церий (1803 г., совместно со шведским химиком В. Г. Гизингером; то же сделал независимо от них М. Г. Клапрот), селен (1817 г.) и торий (1828 г.) Впервые получил (1824 - 1825 гг.) в свободном состоянии кремний, титан, тантал и цирконий. Развил (1812 - 1819 гг.) электрохимическую теорию сродства, на основе которой а) построил классификацию элементов - создал ряд электрозаряженности элементов, назвав электроотрицательные элементы металлоидами, а электроположительные - металлами и поставив между ними водород; б) развил идеи дуализма, на основе которых решал вопросы о конституции химических соединений; в) построил классификацию соединений и металлов. Распространил стехиометрические законы на органические соединения. Создал теорию сложных радикалов. Развил (1830-1835 гг.) представления об изомерии и полимерии. Обобщил (1835 г.) все известные результаты каталитических исследований. Предложил термин «катализ» для обозначения явлений нестехиометрического вмешательства «третьих тел» (катализаторов) в химические реакции. Ввел понятие «каталитическая сила», аналогичное современному понятию каталитической активности. Указал на то, что катализ играет главную роль в «лаборатории живых организмов». Выдвинул (1841 г.) представление об аллотропии. Опубликовал «Учебник химии» (т. 1-5, 5-е изд. 1843-1848 гг.). С 1821 г. составлял ежегодные «Обзоры успехов химии и физики» (всего вышло в свет 27 томов).
Иностранный почетный член Петербургской АН (с 1820 г.).
БУТЛЕРОВ Александр Михайлович
(15.IX 1828 - 17.VIII 1886)
Русский химик, академик Петербургской АН (с 1874 г.). Родился в Чистополе (ныне Татарстан). Окончил Казанский университет (1849 г.). Работал там же (с 1857 г. - профессор, в 1860 и 1863 гг. - ректор). С 1868 г. - профессор Петербургского университета.
Создатель теории химического строения органических веществ, лежащей в основе современной химии. Открыв (1858 г.) новый способ синтеза иодистого метилена, выполнил серию работ, связанных с получением его производных. Синтезировал диацетат метилена, получил продукт его омыления - полимер формальдегида, а на основе последнего впервые получил (1861 г.) гексаметилентетрамин (уротропин) и сахаристое вещество «метиленитан», то есть осуществил первый полный синтез сахаристого вещества. В 1861 г. впервые выступил с сообщением «О химическом строении веществ», в котором: а) показал недостаточность существовавших теорий химии; б) подчеркнул основополагающее значение теории атомности; в) дал определение понятия химического строения как распределения принадлежащих атомам сил сродства, «вследствие которого... атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу»; г) сформулировал восемь правил образования химических соединений; д) впервые обратил внимание на то, что различная реакционная способность разных соединений объясняется «большей или меньшей энергией», с которой связываются атомы (то есть энергией связей), а также полным или неполным потреблением единиц сродства при образовании связи (в углекислом газе - полное, в окиси углерода - неполное). Обосновал идею о взаимном влиянии атомов в молекуле. Предсказал и объяснил (1864 г.) изомерию многих органических соединений, в том числе двух изомерных бутанов, трех пентанов и различных спиртов до амиловых включительно. Провел большое количество экспериментов, подтверждающих выдвинутую им теорию: синтезировал и установил строение третичного бутилового спирта (1864 г.), изобутана (1866 г.) и изобутилена (1867 г.), выяснил структуру ряда этиленовых углеводородов и осуществил их полимеризацию. Показал (1862 г.) возможность обратимой изомеризации, заложив основы, учения о таутомерии.
Изучал (1873 г.) историю химии и читал лекции по истории органической химии. Высказал и обосновал ряд положений, относящихся к логике развития науки, в частности о научной истине, о соотношении гипотезы и теории, о включении рациональных идей устаревших теорий в новые теории. Написал «Введение к полному изучению органической химии» (1864 г.) - первое в истории науки руководство, основанное на теории химического строения. Создал школу русских химиков, в которую входили В. В. Морковников, А.. М. Зайцев, Е. Е. Вагнер, А. Е. Фаворский, И. Л. Кондаков и др. Активно боролся за признание Петербургской АН заслуг русских ученых. Был поборником высшего образования для женщин. Интересовался также вопросами сельского хозяйства: занимался садоводством, пчеловодством, разведением чая на Кавказе.
Председатель Отделения химии Русского физико-химического общества (1878-1882 гг.). Почетный член многих научных обществ.
БОР Нильс Хенрик Давид
(7.Х 1885 - 18.XI 1962)
Датский физик, член Датского королевского общества наук (с 1917 г.), его президент в 1939 г., Родился в Копенгагене. Окончил Копенгагенский университет (1908 г.). В 1911-1912 гг. работал под руководством английского физика Дж. Дж. Томсона в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, в 1912 - 1913 гг. - в лаборатории Э. Резерфорда в Манчестерском университете. С 1916 г. - профессор Копенгагенского университета и одновременно с 1920 г. - директор созданного им Института теоретической физики.
Научные работы Бора, относящиеся к теоретической физике, вместе с тем заложили основы новых направлений в развитии химии. Создал (1913 г.) первую квантовую теорию атома водорода, в которой: а) показал, что электрон может вращаться вокруг ядра не по любым, а лишь по определенным квантовым орбитам; б) дал математическое описание устойчивости орбит, или стационарного состояния атома; в) показал, что всякое излучение либо поглощение энергии атомом связано с переходом между двумя стационарными состояниями и происходит дискретно с выделением или поглощением планковских квантов; г) ввел понятие главного квантового числа для характеристики электрона. Рассчитал спектр атома водорода, показав полное совпадение расчетных данных с эмпирическими. Построил (1913-1921 гг.) модели атомов других элементов периодической системы, охарактеризовав движение электронов в них посредством главного n и побочного k квантовых чисел. Заложил (1921 г.) основы первой физической теории периодической системы элементов, в которой связал периодичность свойств элементов с формированием электронных конфигураций атомов по мере увеличения заряда ядра. Обосновал подразделение групп периодической системы на главные и побочные. Впервые объяснил подобие свойств редкоземельных элементов. Сформулировал (1918 г.) важный для атомной теории принцип соответствия. Многое сделал для становления и интерпретации квантовой механики, в частности предложил (1927 г.) имеющий большое значение для ее понимания принцип дополнительности. Внес значительный вклад в ядерную физику. Развил (1936 г.) теорию составного ядра, является одним из создателей капельной модели ядер (1936 г.) и теории деления ядер (1939 г.), предсказал явление спонтанного деления ядер урана. Создал большую школу физиков-теоретиков. Член многих академий наук и научных обществ. Иностранный член АН СССР (с 1929 г.).
Нобелевская премия по физике (1922 г.).
ВАНТ-ГОФФ Якоб Хендрик
30.VIII 1852 - 1.III 1911)
Голландский химик. Родился в Роттердаме. Окончил Политехническую школу в Делфте (1871 г.). Совершенствовал образование в Лейденском и Боннском (у Ф. А. Кекуле) университетах, Высшей медицинской школе в Париже (y Ш. А. Вюрца) и Утрехтском университете (доктор философии, 1874 г.). С 1876 г. работал в Ветеринарной школе в Утрехте, в 1878 -1896 гг. - профессор Амстердамского, в 1896 – 1911 гг. - Берлинского университетов.
Один из основателей физической химии и стереохимии. Рассмотрев различные случаи оптической изомерии органических соединений, впервые одновременно с Ж. А. Ле Белем и независимо от него сформулировал (1874 г.) теорию пространственного расположения атомов в молекулах органических соединений, лежащую в основе современной стереохимии. Выдвинул идеи о направленности единиц сродства атома углерода по углам тетраэдра, о наличии двух стереоизомеров у соединения, содержащего атом углерода с четырьмя разными заместителями, и о реберном соединении тетраэдров при наличии двойной связи. Предсказал изомерию алленовых соединений. Вывел правило, по которому молекулярное вращение соединения с несколькими асимметрическими центрами представляет собой алгебраическую сумму долей молекулярных вращений асимметрических центров, так называемых ротофоров (принцип оптической аддитивности Вант-Гоффа). Исследовал (с 1880-х гг.) кинетику реакций и химическое сродство. Предложил классификацию химических реакций. Установил, что при повышении температуры на 10 °С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза (правило Вант-Гоффа). Вывел одно из основных уравнений химической термодинамики – уравнение изохоры, выражающее зависимость константы равновесия от температуры и теплового эффекта, а также уравнение химической изотермы, выражающее зависимость химического сродства от константы равновесия реакции при постоянной температуре. Опубликовал (1884 г.) работу «Очерки химической динамики», в которой сформулировал основные постулаты химической кинетики. Впервые предложил оценивать реакционную способность веществ с помощью константы скорости реакций, что переводило основной тезис структурной химии - о зависимости реакционной способности от строения - на количественные рельсы в рамках химической кинетики. Заложил (1886 - 1889 гг.) основы количественной теории разбавленных растворов, показав, что растворенные вещества аналогичны веществам в газообразном состоянии и что к разбавленным растворам могут быть применены простые законы (включая закон Авогадро). Вывел закон осмотического давления (закон Вант-Гоффа). Распространил (1890 г.) свои представления о растворах на однородные твердые смеси, заложив основы теории твердых растворов. Распространил аналогию между полиморфными превращениями и переходом из одного агрегатного состояния в другое на двойные соли.
Член ряда академий наук и научных обществ. Иностранный чл.-кор. Петербургской АН (с 1895 г.).
Нобелевская премия (1901 г.).