Петербургская и казанская школа химии. Становление органической химии. Казанская химическая школа. Важные аспекты теории Бутлерова

Как развивается Химический институт имени А.М.Бутлерова сегодня? Как трудоустраиваются выпускники, и с кем сотрудничает институт? Об этом и не только рассказал директор института - академик-секретарь Отделения химии и химической технологии АН РТ, доктор химических наук, профессор Владимир Галкин.

Прежде чем переходить непосредственно к вопросам - ответам, отметим, что за последние годы химический факультет пережил новое рождения. Обновилось как самое здание, так и его "начинка": переоборудован ряд аудиторий, появились новые научные и учебные лаборатории, введено в эксплуатацию уникальное оборудование Из окон "химфака" студенты и преподаватели наблюдают за строительством нового лабораторного корпуса института. А теперь обо всем подробнее.

- Владимир Иванович, чем сегодня может похвалиться Химический институт имени Бутлерова КФУ?

Многим! Если мы сделаем акцент на лабораториях и в целом на новом оборудовании института, то, прежде всего, хотел бы рассказать о лаборатории рентгеноструктурного анализа, где установлен монокристальный дифрактометр - прибор, который позволяет напрямую получать "фотографию молекул": какие атомы как соединены между собой, как они расположены в пространстве. Ведь основная задача химии - это получение новых соединений с практически полезными свойствами. Это единственный прямой метод определения структуры самых различных соединений в монокристалле. Существует много методов определения структуры, но, к сожалению, большинство из них (физические, физико-химические) "работают" в растворе и дают косвенные данные. Лаборатории такого класса - единицы у нас в стране и в мире.

Добавлю, кроме того, что институт обрел новые лаборатории, есть и соответствующая инфраструктура - как для работы исследователей, так и самих приборов. Суммы затрачены немалые - 450 миллионов рублей.

- Как скоро окупятся эти вложения в науку?

Когда мы говорим об окупаемости науки, то это достаточно сложный вопрос. Надо иметь в виду два компонента. Первый - это получение новых знаний, что само по себе бесценно, и второй - выполнение практически полезных работ по заказам предприятий и партнеров. Как однажды сказал известный академик, фундаментальная наука - это такое дерево многоветвистое, и неизвестно, на какой его ветке созреет новый плод, поэтому надо поливать дерево и ухаживать за ним.

Если обратимся к истории Alma mater, то в Казанском императорском университете существовали "кафедра технологии и металлургии" и "кафедра технологии и наук, относящихся к торговле и фабрикам". Можно ли назвать современные кафедры института, которые имеют отношение к торговле и фабрикам? Кто ваши партнеры сегодня?

Если перевести на современный язык понятие "сотрудничество с торговлей и фабриками", то мы, химики, должны понимать это как создание новых химических технологий, которые реализуются в нефтехимической промышленности. Это направление является одним из важных в работе нашего института.

Мы сотрудничаем со всеми ведущими химическими предприятиями Казани и республики. Наиболее тесные связи в прикладном аспекте сложились с ОАО "Нижнекамскнефтехим" - крупнейшим нефтехимическим комбинатом Европы. В рамках Постановления Правительства № 218 (сотрудничество вузов и промышленных предприятий) Казанский университет в нашем лице выиграл грант на разработку новых катализаторов для получения химически важных продуктов на Нижнекамскнефтехиме. Разрабатываются новые катализаторы, которые по качеству выше мировых и, как минимум, на порядок дешевле. Уже организовано производство этих катализаторов на Менделеевском заводе, где находится завод-спутник Нижнекамскнефтехима. А сейчас строится производство на головном заводе.

В 2013 году был снова объявлен грант, мы его снова выиграли. Это сотрудничество будет продолжаться, но оно распространяется не только на Нижнекамскнефтехим, поскольку катализаторы нужны для всех химических предприятий.

- А как катализатор из лаборатории "попадает" на завод?

Сначала катализатор разрабатывается, затем исследуется его структура на нашей территории в лаборатории гетерогенного катализа, которую возглавляет профессор Ламберов. У нас есть установки, которые моделируют четыре разных типа реакторов, используемых на Нижнекамскнефтехиме для разных процессов. Далее проводятся испытания катализаторов в пилотных условиях, после чего подбираются все условия и режимы работы в настоящем реакторе, и только потом эти результаты переносятся на Нижнекамскнефтехим, в филиал лаборатории на территории завода.

Немного истории: С первой трети XIX века (1835-1837 гг.) ведет свой отсчет Казанская химическая школа, связанная с такими именами, как Н.Н.Зинин, К.К.Клаус, А.М.Бутлеров, В.В.Марковников и Е.Е.Вагнер. В 1933 году в Казанском университете появился химический факультет. Но еще за три года до этого, в 1929-м, V Менделеевский съезд принял решение о создании в Казанском университете Химического института имени Бутлерова. Однако поскольку тогда возможностей не было, то создали научно-исследовательский химический институт по линии Совнаркома. То есть в университете долгое время существовали две разные структуры химического профиля, которые, по сути, являлись родственными. Химфак и НИХИ были объединены в 2003 году. Так, спустя 74 года, наконец-то было выполнено решение V Менделеевского съезда - образован Химический институт им. А.М.Бутлерова.

Поговорим о студентах. Кого же сегодня готовит институт? Преподавателей химии средней школы, исследователей, специалистов производств?

Прежде всего, мы готовим элитарных химиков-исследователей. Мы даем фундаментальное образование, и наши выпускники востребованы на рынке труда. Получаем заявки от вузов, научно-исследовательских институтов, предприятий, с которыми сотрудничаем. Значительная часть выпускников остается в науке. Примерно 30 процентов поступает в аспирантуру Казанского университета, еще часть - в аспирантуру других вузов и НИИ.

- За рубеж уезжают?

Уезжают, но сейчас все-таки меньше. Скорее, можно говорить о научной мобильности. Только из моей группы уехало 8 человек, которые сейчас трудятся в различных странах. Это тоже подтверждение школы, поскольку наши выпускники востребованы по всему миру.

- Наметилась тенденция к возвращению? С чем вы это связываете?

Что нужно ученому? Если это человек, который любит науку, то, конечно, он должен иметь возможность реализовать себя. Надо сказать, что такие возможности есть и у нас. Химический институт сегодня - это, с одной стороны, мощное учебно-научное подразделение, которое является одним из трех лучших химических факультетов по рейтингу Министерства образования и науки РФ и идет с большим отрывом от других химических факультетов классических университетов. С другой стороны - это исследовательский институт, который имеет восемь научно-исследовательских отделов. У нас трудятся 35 докторов наук, профессоров и более 70 кандидатов наук. Это доценты, преподаватели, научные сотрудники. Редкий вуз может похвастаться таким кадровым потенциалом.

Бывший КХТИ, а ныне Казанский национальный исследовательский технологический университет - это конкурент для вас или партнер?

Некая конкуренция между нами есть, конечно, в плане приема. Хотя у нас прием меньше по численности, к тому же в Казанском федеральном университете есть специалитет - для естественных наук это наиболее оптимальный вариант, так как сразу можно поступать в аспирантуру. Замечу, у нас один самых высоких в стране ЕГЭ по химии.

Что скажете о новых поколениях абитуриентов, Владимир Иванович? Продвинутая молодежь приходит или, напротив, слабая?

Недостатки в системе современного школьного образования мы ощущаем, разумеется, поэтому с некоторых пор тесно работаем с учителями химии, возрождаем работу Клуба юных химиков, заочной химической школы. Такие действия уже сказываются на региональном составе первокурсников - 40% из Татарстана еще 40 из-за пределов республики.

Отрадно то, что вновь оснащенные лаборатории позволяют теперь с гордостью принимать гостей из школы. Мы показываем самое лучшее оборудование и видим, что наши лаборатории вызывают живейший интерес у школьников. Все это позволяет надеяться на то, что к нам будут стремиться именно продвинутые ребята, которые желают получить элитарное химическое образование.

Д. Н. Трифонов

Становление органической химии.
Казанская химическая школа

(Из книги «История химии в России. Краткие очерки»)

В перечне имен виднейших отечественных исследователей середины и конца XIX в. заметное большинство составляют химики-органики.

В первой половине XIX в. органическая химия получила наибольшее развитие во Франции и Германии. Её успехи во многом связаны с именами немцев Ф. Вёлера, Ю. Либиха, Р. Бунзена и французов А. Дюма и Ш. Вюрца. Именно в их лабораториях стажировались молодые русские исследователи, которые стали основоположниками развития органической химии в нашей стране. Отметим, что научные командировки отечественных химиков за границу с 1830-х гг. начинают принимать массовый характер. Накопленные опыт и навыки впоследствии оказались чрезвычайно полезными.

«Дедушкой русской химии» назвал Д.И. Менделеев А.А. Воскресенского. Этот ученый фактически стимулировал начало систематических исследований органических соединений в России. Ученик Г.И. Гесса, он продолжил своё образование в лаборатории Либиха в Гисене. Здесь он впервые установил элементный состав нафталина и хинной кислоты, определил состав и предложил формулу хинона (1838). Вернувшись на родину, Воскресенский в 1841 г. выделил природный алкалоид — теобромин. Подобные достижения сделали бы честь любому химику-органику. Однако вскоре Воскресенский фактически прекратил экспериментальные исследования, целиком посвятив себя педагогической деятельности, чем немало способствовал подготовке высококвалифицированных кадров русских химиков.

По окончании Казанского университета два года проработал у Либиха и Н.Н. Зинин. Возвратившись в Казань, он продолжил разработку способа приготовления бензоина из бензойного альдегида (горькоминдального масла) и в 1841 г. впервые осуществил бензоиновую конденсацию — один из главных методов синтеза ароматических кетонов. Мировую известность принёс ему следующий, 1842-й год, благодаря открытию реакции восстановления ароматических нитросоединений. Это позволило Зинину получить анилин и нафтиламин. Реакция Зинина имела огромное практическое значение, поскольку стала базовым процессом в анилокрасочной промышленности. Вообще бензойный альдегид оказался одним из главных «действующих лиц» исследований учёного, ибо большинство их было так или иначе связано с этим исходным соединением. История справедливо причисляет Зинина к числу величайших мастеров органического синтеза, а уж в России-то равных ему были буквально единицы. Вальден называл его «русским Либихом, который создал в России органическую химию и школу органических химиков». Авторитет Зинина среди отечественных исследователей был настолько высок, что когда в 1868 г. было учреждено Русское химическое общество, он был единогласно избран первым его президентом.

Младший современник Воскресенского и Зинина — A.M. Бутлеров — считается наряду с Д.И. Менделеевым наиболее яркой фигурой отечественной химии девятнадцатого столетия. Будучи выпускником Казанского университета, он с 1851 по 1857 гг. провёл за границей, работая в Париже у Ш. Вюрца и в Гейдельберге у А. Кекуле. Последний оказал большое влияние на формирование его теоретических представлений. По словам самого А.М. Бутлерова, пребывание в лабораториях европейских учёных завершило его «превращение из ученика в учёного».
Пожалуй, он был излишне скромен в самооценке, ибо зарубежная деятельность А.М. Бутлерова характеризовалась достаточно высокой самостоятельностью.

«Звёздным» стал для А.М. Бутлерова 1861 год, когда он впервые синтезировал гексаметилентетраамин (уротропин) — соединение, важное в практическом и в теоретическом отношении, а также осуществил полный синтез сахаристого вещества, которое назвал «метиленитаном». А 19 сентября на Съезде немецких врачей и естествоиспытателей в Шпейере учёный выступил с докладом «О химическом строении веществ». В нём он сформулировал основные постулаты своей знаменитой теории строения органических соединений. Исходный постулат гласил: «....Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением... Каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы (сродства)». Хотя далеко не все современники разделяли представления А.М. Бутлерова и выступали с возражениями, теория химического строения оказала заметное влияние на развитие органической химии. Более того, она по существу стала первым фундаментальным обобщением эмпирических фактов в органической химии, принадлежащим русскому ученому. В период 1830-1850 гг. западноевропейские учёные предложили немало теорий, которые ставили целью объяснить строение и свойства органических соединений. На смену одной теории приходила другая, часто противоположная по сути. Однако все эти теории в конечном счете внесли свой вклад в окончательное утверждение атомно-молекулярного учения. В России же в этот период органическая химия оставалась сугубо экспериментальной наукой. Главной её задачей был синтез новых соединений. С появлением теории А.М. Бутлерова ситуация заметным образом начала меняться.

Прежде всего сам ее автор широко применял свою теорию в экспериментальных работах подобно тому, как спустя несколько лет Д.И. Менделеев будет использовать прогностические возможности периодической системы для предсказания существования и свойств неизвестных элементов. На основе теории строения А.М. Бутлеров в 1864 г. предсказал и объяснил явление изомерии у многих органических соединений, а также осуществил синтез и установил строение целого ряда предельных и непредельных соединений. Отметим еще одно примечательное обстоятельство: в первые десятилетия своего становления отечественная органическая химия концентрировалась на исследованиях ароматических соединений. Начиная же с 1860-х гг. значительный размах получают работы, касающиеся алифатических соединений.

В 1864-1866 гг. А.М. Бутлеров работал над учебником «Введение к полному изучению органической химии». По характеристике, данной Вальденом, это был «первый учебник на русском языке, в котором на основании нового учения о химической структуре была изложена вся органическая химия. Он же — первый учебник вообще, давший в сжатой форме последовательное и полное применение этого учения».

Пожалуй, лучшие творческие годы жизни А.М. Бутлерова связаны с Казанским университетом. Однако, переехав в 1867 г. в Петербург, он продолжал не менее активную деятельность. В Петербургском университете А.М. Бутлеров подготовил плеяду учеников, многие из которых стали выдающимися химиками.

Среди видных петербургских исследователей середины XIX в. нельзя не упомянуть Ю.Ф. Фрицше и Б.С. Якоби. Первый из них, уроженец Саксонии, прожил в России более 40 лет. Он был искусным экспериментатором, но его оригинальные работы не имели внутренней связи между собою, относясь к разным проблемам химии, хотя их «органическая составляющая» была весомой. Фрицше первым в России выделил анилин из индиго и получил антраниловую кислоту (1840), синтезировал динитроантрахинон, который дает цветную реакцию с ароматическими углеводородами, и извлек антрацен из каменноугольного дегтя (1866).

Б.С. Якоби, получивший образование в Берлинском и Гёттингенском университетах, возродил в России интерес к электрохимическим исследованиям. К его крупнейшим достижениям относится открытие в 1838 г. гальванопластики.

Как мы видим, деятельность исследователей органической химии в нашей стране была связана в значительной степени с Казанским университетом. В его стенах и возникла первая отечественная химическая школа. Вообще говоря, понятие «научная школа» не имеет однозначного определения. Она может представлять сообщество учёных, совместно
разрабатывающих одну или несколько близких проблем. В другом случае школу может возглавлять крупный учёный-лидер, сотрудники и ученики которого занимаются разработкой выдвинутой им фундаментальной идеи. Казанская химическая школа скорее отвечает первому типу. Но всё же главная особенность её состояла в том, что она стала подлинной кузницей кадров отечественных химиков -органиков. Основателем Казанской школы по праву следует считать Зинина. Как говорил его ученик Бутлеров, имя Зинина «открывает собой целый ряд имён русских химиков, сделавшихся известными в науке, и большинство этих химиков — ученики Зинина или ученики его учеников». После переезда Зинина в Петербург его традиции в Казанском университете продолжал и развивал Бутлеров. В числе его воспитанников такие видные исследователи-органики, как В.В. Марковников и А.М. Зайцев.

Из всех русских химиков В.В. Марковников внёс наиболее существенный вклад в теорию химического строения Бутлерова, в частности, развил учение о взаимном влиянии атомов. Он дал также чёткие определения понятий «изомерия» и «метамерия», сформулировал правила о направлении реакций замещения, отщепления, присоединения по двойной связи и изомеризации в зависимости от строения химического соединения (правила Марковникова). Марковников практически заложил основы нефтехимии и открыл новый класс органических соединений — нафтены.

А.М. Зайцеву принадлежат фундаментальные работы в области органического синтеза. Среди них в первую очередь следует отметить разработанные им в 1870-1875 гг. методы получения спиртов различных классов через цинкорганические соединения. Подобные методы вскоре оказались универсальны ми для многих направлений органического синтеза.

Именно деятельность «выпускников» Казанской химической школы в существенной степени позволила преодолеть отставание отечественной органической химии от западноевропейской, а в ряде случаев и превзойти достижения последней.

Химическая лаборатория в Казанском университете была открыта в 1837 г. Ее первым заведующим стал К.К. Клаус, окончивший Дерптский университет. Впоследствии он внес существенный вклад в изучение платиновых металлов, чему в немалой степени способствовали его исследования в Дерптском университете вместе с Г. Озанном.

В 1844 г. в отходах от переработки платиновой руды Клаус открыл новый химический элемент — рутений, название которого произошло от латинского названия России — Рутениа. Рутений был последним, остававшимся неизвестным представителем семейства благородных металлов. Й. Берцелиус, высоко оценивший это открытие, писал казанскому учёному, что его имя «будет неизгладимо начертано в истории химии». Клаус мог бы стать основоположником систематического исследования платиновых металлов в нашей стране. Его работы в то время заметно превосходили мировой уровень. Он изучал не только свойства отдельных элементов семейства, но и пытался установить закономерности изменения этих свойств. Клаус впервые предложил разделять платиновые металлы на две группы: лёгкие (рутений -родий-палладий) и тяжёлые (осмий-иридий-платина). Он изучал и комплексные соединения платины, в частности, аммиакаты. В 1854 г. учёный опубликовал на немецком языке монографию «Материалы к химии платиновых металлов», содержавшую богатейший справочный материал. На русском языке этот труд был издан только в 1928 г. К сожалению, у Клауса не оказалось ни учеников, ни последователей. Если бы его работы были продолжены, Россия вышла бы на передовые позиции в исследованиях по химии комплексных соединений, поскольку для этой области платина и платиноиды представляют благодатнейший объект. Только в конце XIX в., уже после создания швейцарским ученым А. Вернером координационной теории эти соединения стали изучать Н.С. Курнаков и Л.А. Чугаев.

По горизонтали
3. Студент А.М. Зайцева. Исследовал различные углеводороды олефинового ряда и их производные, уделив главное внимание разработке стереоизомерии кислот этого ряда. В диссертациях О некоторых превращениях олеиновой и других близких к ней кислот (1898 г.) и К вопросу о стереоизомерии в ряду непредельных одноосновных кислот дал критический обзор всех известных фактов и воззрений в этой области и установил возможность в определенных условиях перехода жирных диоксикислот в непредельные кислоты и превраще
5. Как называется вещество,при котором получает сахаристое вещество путем синтеза?
6. С кем Зинин основал химическую школу?
10. Первый хранитель музея
12. Что находится в подвале Казанской Химической Школы
13. Окончил учёбу в университете в 1833 и получил степень кандидата и золотую медаль за предоставленное сочинение «о пертурбациях эллиптического движения планет», после этого был оставлен в Казанском университете преподавать физику, а с 1834 ему поручили также преподавание механики. С 1835 читал ещё и курс теоретической химии
14. Развивая теорию химического строения А. М. Бутлерова, исследовал взаимное влияние атомов в органических соединениях и установил ряд закономерностей (в том числе правило присоединения гидрогалогенидов к непредельным углеводородам с двойной и тройной связью, впоследствии названное его именем в 1869 году)
17. Какой промежуточный продукт играет огромную роль в аминокрасочной и фармацевтичекой промышленности и является научным открытием Зинина?
19. Что располагается в историческом здании, построенном в 1837 году, которое предназначалось для физической и химической лабораторий Казанского университета
20. С кем из своих учеников,Зинин синтизировал "бензурейд" и "ацетурейд
23. В честь него назван казанский иофх
24. Кто внес свой вклад в развитие химико-мышьякоорганических соединений?
25. Именно под его влиянием Егор Вагнер окончательно решил посвятить себя химии, которая по его собственным словам «приводила его в необыкновенный восторг» и «потрясала до глубины души»
По вертикали
1. Написал великолепный учебник «общая или неорганическая химия», выдержавший три издания
2. Сколько положений в теории Бутлерова
4. Производством чего руководил Арбузов на заводе Крестовниковых во время Первой Мировой войны
7. А.м.бутлеров - выдающийся русский химик, основатель российской химической школы, создатель современной теории химического строения органических соединений
8. Где Б.А. Арбузов преподавал с 1930 по1938 года
9. В 1865 году окончил Казанский университет со степенью кандидата на представленную диссертацию «по поводу сродства углеродного атома». В этой работе было экспериментально доказано (вопреки утверждениям немецкого химика Кольбе о неравноценности валентностей углерода), что все четыре единицы сродства (валентности углеродного атома) тождественны, что оказало существенную поддержку теории химического сродства А. М. Бутлерова
11. Название вещества, синтез которого придумал Зинин
15. Какое помещение в Школе связано с именем Бутлерова
16. С его именем связаны практически значимые работы по химии возобновляемого природного сырья - изучен состав и разработаны технологии выделения физиологически активных веществ из ряда растений (в частности амарант, люпин, стевия). Сейчас глава Казанской Химической Школы
18. В 1948 г. При его активном участии создана кафедра полимеров Казанского университета, которую он возглавлял до 1988 г
21. В 1837 году клаус защитил магистерскую диссертацию, а затем, занял должность адъюнкта по кафедре химии казанского университета, а также возглавил химическую лабораторию
22. Какой элемент открыл Клаус

Бутлеров Александр Михайлович, краткая биография которого встречается практически во всех учебниках химии, - известный русский химик, родоначальник научной школы органической химии, основатель теории строения органических веществ, предсказавший и объяснивший изомерию большого числа органических соединений и синтезировавший некоторые из них (уротропин, полимер формальдегида и пр.). Также Александром Михайловичем, вклад которого в науку высоко оценил Д. И. Менделеев, написаны труды по пчеловодству и сельскому хозяйству.

Бутлеров Александр Михайлович: краткая биография

Родился будущий ученый 15 сентября 1828 года в семье бывшего военного, на тот момент помещика. Его отец Михаил Васильевич участвовал в войне 1812 года, а после отставки жил с семьей в родовом селе Бутлеровка. Мама, Софья Александровна, умерла в 19-летнем возрасте, сразу после рождения ребенка. Свое детство Александр провел в Бутлеровке и дедовском имении - деревне Подлесная Шантала, где находился на воспитании тетушек. В 10 лет мальчика отдали в частный пансион, где он хорошо освоил французский и немецкий языки. В 1842 году, после страшного пожара в Казани, пансион был закрыт, а Саша переведен в 1-ю Казанскую гимназию. В этих учебных заведениях Бутлеров коллекционировал насекомых и растения, сильно интересовался химией и проводил свои первые опыты. Результатом одного из них стал взрыв, а наказанием для Александра за содеянное - заключение в карцер с дощечкой на груди «Великий химик».

Годы студенчества

В 1844 году Бутлеров А. М., биография которого пронизана любовью к химии, стал студентом Казанского университета, бывшего в то время центром естественных научных исследований. В первое время юноша очень увлекся зоологией и ботаникой, но потом его интерес под воздействием лекций К. К. Клауса и Н. Н. Зинина перекинулся на химию. По их же совету молодой человек организовал домашнюю лабораторию, однако темой кандидатской, возможно, по причине переезда Зинина в Петербург, были бабочки.

После окончания в 1849 году университета Бутлеров Александр Михайлович, о котором ходатайствовали Н. И. Лобачевский и К. К. Клаус, посвятил себя преподавательской деятельности и читал лекции по физической географии, физике и химии. Причем Александр Михайлович был прекрасным оратором, умея безраздельно владеть вниманием аудитории благодаря понятности и строгости изложения. Помимо лекций в стенах университета Бутлеров читал лекции, доступные общественности. Эти выступления казанская публика иногда предпочитала модным театральным постановкам. Степень магистра получил в 1851 году, в том же году женился на Глумилиной Надежде Михайловне - племяннице Сергея Тимофеевича Аксакова. Через 3 года защитил докторскую диссертацию в Московском университете по теме «Об эфирных маслах». После этого был избран в Казанском университете экстраординарным, а через несколько лет ординарным профессором химии. С 1860 по 1863 год против собственной воли дважды ректора, причем ректорство пришлось на достаточно тяжелый период истории университета: куртинская панихида и бездненские волнения, затронувшие студентов и профессорский состав.

Поездка в Европу

Александр Михайлович активно участвовал в деятельности экономического общества города Казани, публиковал статьи по сельскому хозяйству, ботанике и цветоводству. Биография Бутлерова Александра Михайловича насчитывает три поездки за границу, первая из которых состоялась в 1857-1858 гг. Русский ученый посетил Европу, где побывал на предприятиях химической промышленности и познакомился с ведущими химическими лабораториями. В одной из них, в Париже, он проработал почти полгода. В этот же период Бутлеров Александр Михайлович прослушал лекции таких выдающихся европейских умов, как А. Беккерель, Э. Мичерлих, Ю. Либих, Р. В. Бунзен, и завел знакомство с Фридрихом Августом Кекуле - немецким химиком.

По возвращении в Казань Бутлеров А. М., биография которого вызывает интерес не только в России, но и за ее пределами, переоборудовал химическую лабораторию и продолжил исследования производных метилена, начатые у Вюрца. В 1858 году ученый открыл новый способ синтезирования йодистого метилена и осуществил ряд работ, связанных с извлечением его производных. При синтезе диацетата метилена получил полимер формальдегида - продукт омыления исследуемого вещества, результатом опытов над которым стал гексаметилентетрамин и метиленинат. Таким образом, Бутлеров впервые произвел полный синтез сахаристого вещества.

Бутлеров Александр Михайлович: кратко о достижениях ученого

В 1861 году Бутлеров выступил в Шпейере, на Съезде немецких врачей и естествоиспытателей, с лекцией «О химическом строении вещества», в основу которой легло знакомство с состоянием химии за границей, непреодолимый интерес к основам химии с теоретической точки зрения и его собственные эксперименты, производимые на протяжении всей научной деятельности.

Его теория, включавшая в себя идеи о способности образования цепочек атомами углерода А. Купера и о валентности А. Кекуле, предполагала химическое строение молекул, под которым ученый понимал метод соединения атомов между собой в зависимости от определенного количества химической силы (сродства), свойственной каждому атому.

Важные аспекты теории Бутлерова

Русский ученый установил тесную связь строения и химических свойств сложного органического соединения, чем сумел объяснить изомерию многих из них, в том числе трех пентанов, двух изомерных бутанов, различных спиртов. Также теория Бутлерова давала возможность предсказывать возможные химические обращения и объяснять их.

Таким образом, в своей теории Александр Михайлович Бутлеров:

• показал недостаточность существовавших на то время теорий химии;
• подчеркнул наиглавнейшее атомности;
• определил как распределение сил сродства, принадлежащих атомам, вследствие чего атомы, оказывая друг на друга влияние (посредственное или непосредственное), соединяются в химическую частицу;
• определил 8 правил формирования химических соединений;
• первым обратил внимание на разницу реакционных способностей непохожих соединений, объясняемую меньшей или большей энергией, с которой соединяются атомы, а также неполным или полным расходованием единиц сродства при формировании связи.

Научные успехи русского химика

Биография Бутлерова Александра Михайловича кратко описана в школьных учебниках, с датами жизни и наибольшими его достижениями в На счету русского ученого огромное количество экспериментов, направленных на подтверждение его теории. Ученый, предварительно синтезировав, определил в 1864 году структуру третичного в 1866 году - изобутана, в 1867 году - изобутилена. Также узнал строение ряда этиленовых углеродов и произвел их полимеризацию.

В 1867-1868 гг. Бутлеров Александр Михайлович, краткая биография которого вызывает ученых всего мира, был назначен профессором химии в Петербургском университете. Представляя его коллективу этого заведения, Менделеев подчеркивал оригинальность бутлеровского учения, не являющегося продолжением чьих-либо трудов, но принадлежащего ему лично.

В 1869 году Бутлеров окончательно осел в Петербурге, где был избран экстраординарным, а потом и ординарным академиком Петербургской академии наук. Период жизни в Петербурге был очень активным: профессор продолжал свои эксперименты, отшлифовывал теорию химического строения, участвовал в жизни общественности.

Увлечения в жизни ученого

В 1873 году занялся изучением и читал лекции на данную тематику. Написал первое в научной истории руководство, базировавшееся на теории химического строения - «Введение к полному изучению органической химии». Александр Михайлович Бутлеров является основателем школы русских химиков, именуемой иначе «бутлеровская школа». Параллельно с изучением химии активно интересовался сельским хозяйством. В частности, его интересовало выращивание чая на Кавказе, садоводство и пчеловодство. Его брошюры «Как водить пчел» и «Пчела, её жизнь и главные правила толкового пчеловодства» многократно переиздавались, а в 1886 году им же был основан журнал «Русский пчеловодческий листок».

В 1880-1883 гг. Бутлеров Александр Михайлович, краткая биография которого интересна и изобилует важными для науки открытиями, являлся президентом Русского физико-технического сообщества. В этот же период ученый очень сильно заинтересовался спиритизмом, с которым познакомился в имении Аксаковых в 1854 году. Позже тесно сблизился с двоюродным братом жены Аксаковым А. Н., издававшим журнал по спиритизму «Психические исследования», и горячо отстаивал перед осуждавшими его знакомыми и друзьями свое увлечение.

Ценность трудов Бутлерова Александра Михайловича для химии

В отставку Александр Михайлович должен был уйти в 1875 году, по истечении 25 лет службы. Советом Петербургского университета дважды отодвигался этот срок на 5 лет. Последняя лекция Александра Михайловича Бутлерова состоялась 14 марта 1885 года. Его подвело здоровье, подорванное интенсивной научной работой и общественной деятельностью: неожиданно для всех Бутлеров скончался у себя в имении 5 августа 1886 года. Похоронен ученый на сельском кладбище родной Бутлеровки, ныне несуществующей, в фамильной часовне.

Работы Бутлерова еще при жизни получили всемирное признание, его научная школа считается неотъемлемой составляющей развития химии в России, а биография Бутлерова Александра Михайловича вызывает неподдельный интерес ученых и студентов. Сам Александр Михайлович был очень обаятельным и разносторонним человеком с общительным характером, широтой взглядов, добродушием и снисходительным отношением к ученикам.

1. ШКОЛА БУТЛЕРОВА

Бутлеров явился в Петербург в годы блестящего расцвета русской научной мысли. Петербург становился центром научной жизни и стягивал к себе лучшие силы из провинциальных университетов.

Когда в 1868 году, с переходом «дедушки русской химии» А. А. Воскресенского в Харьков, на должность попечителя Харьковского учебного округа, в Петербургском университете освободилась кафедра химии, Д. И. Менделеев обратился к Бутлерову с предложением занять эту кафедру. Бутлеров согласился. Менделеев вошел в совет университета с предложением об избрании Бутлерова.

Характеризуя своего кандидата, Менделеев писал:

«А. М. Бутлеров - один из замечательнейших русских ученых. Он русский и по ученому образованию и по оригинальности трудов, ученик знаменитого нашего академика H. H. 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. Не возьмусь перечислить все труды знаменитого собрата по науке и постараюсь выставить положение его ученого направления в современной истории нашей науки…»

Передав вкратце смысл и содержание основных работ Бутлерова, Менделеев писал дальше:

«Все открытия его истекали из одной общей идеи: она-то и сделала школу, она-то и позволяет утверждать, что имя его навсегда останется в науке. Это идея так называемого «химического строения». В 1850-х годах революционер химии Жерар низверг все старые кумиры и двинул науку эту на новую дорогу. Он достиг этого, отказавшись от мысли проникнуть во внутреннее, атомное строение вещества, как стремились к тому Берцелиусы и Либихи. С новыми важными выводами и понятиями, введенными Лораном и Жераром, весь запас химических знаний обновился и обогатился. Снова, однако, потребовалось, при богатстве новых сведений, итти далее Жерара. Как только открыты были многоатомные спирты, реакции продуктов металепсии, и появились понятия о пределе, стало ясно, что жераровское учение должно было развиваться далее. Тогда возродилось несколько отдельных направлений, и вот между ними-то почетное место принадлежит направлению Бутлерова: он вновь, путем изучения химических превращений, стремится проникнуть в самую глубь связей, скрепляющих разнородные элементы в одно целое, признает за каждым из них врожденную 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».

Приезд в Петербург такого выдающегося деятеля науки, как Бутлеров, ожидался в научных кругах с большим интересом. Научная общественность Петербурга могла его оценить и предоставить ему все возможности развивать свою деятельность.

Изучение естественных наук в России к этому времени сделало огромные успехи.

Перед приездом Бутлерова состоялся в Петербурге первый съезд естествоиспытателей. Съезд явился эпохою в истории естественных наук в России. Он широко популяризировал результаты развития естествознания в России, достижения которого иначе для многих оставались бы еще долгое время скрытыми. Съезд подвел итоги деятельности русских естествоиспытателей и положил начало ряду новых научных обществ. Одним из первых было, создано химическое общество, объединившее под председательством H. H. Зинина всех русских химиков и с первых же лет развернувшее энергичную деятельность. Обществом начато было издание знаменитого впоследствии «Журнала Русского химического общества», заменившего журнал Соколова и Энгельгардта, который издавался в 1859–1860 годах.

Быстрым и успешным развитием своей деятельности в первые годы общество было обязано энергии своего председателя.

К этому времени Зинин прекратил чтение систематических курсов в Медико-хирургической академии, оставаясь здесь лишь в специально для него придуманном звании «директора химических работ» - руководителя лабораторных занятий студентов.

В то же время Зинин всецело отдается новой заботе - организации химической лаборатории Академии наук вместе с Ю. Ф. Фрицше.

Бутлеров нашел своего учителя как будто совсем не изменившимся: с неизживаемой страстностью и живостью говорил Николай Николаевич о своих работах, начатых в новой лаборатории, о «бутлеровском направлении» в химии, о расцветающей русской науке. Попрежнему, разве лишь с б?льшим гневом и ненавистью, отзывался он о немцах, с которыми вел борьбу в Академии, с прежней же горячностью обрушился на Бутлерова за курение табака, не преминув взять с него слово, и тоже не в первый раз, бросить скверную привычку.

После свидания с Зининым Александр Михайлович почувствовал себя в Петербурге своим человеком.

Первую свою лекцию в Петербургском университете Бутлеров прочел 23 января 1869 года. Аудитория была переполнена. Присутствовали не только студенты-химики, но и студенты других факультетов. Можно было увидеть в аудитории и известных петербургских профессоров.

Явившись в Петербург в полном расцвете своего таланта, окруженный славой ученого с мировым именем, Бутлеров не мог не увлечь аудиторию. Его эрудиция и красноречие, его привлекательные манеры, удивительное умение быстро овладевать вниманием аудитории - все было предметом оживленного обсуждения в университетских кругах.

Одновременно с началом лекций Бутлеров со всей анергией взялся за организацию своей лаборатории, чтобы руководить самостоятельными исследованиями молодых ученых.

Тогда еще молодой ассистент Бутлерова, Гавриил Гавриилович Густавсон (1842–1908) оставил нам чрезвычайно интересные воспоминания о работе Бутлерова с молодежью в Петербурге.

«То помещение, которое, на первое время, пришлось занять Бутлерову, - рассказывает он, - было весьма мало и не снабжено в достаточной степени приспособлениями для работ в той области органической химии, которая им разрабатывалась, но это не остановило дела и не помешало работам самого Бутлерова. Он умел обходиться наличными, хотя бы и малыми, средствами, потому что искусство исследователя было в нем развито до высокой степени. Без сомнения, одной из самых выдающихся сторон личности Бутлерова было слитие в нем глубоко теоретического ума с высокоразвитыми способностями искусного исследователя. Соединение этих двух качеств в такой степени в одной личности встречается весьма редко. Обыкновенно одно из них развивается за счет другого, и глубокий теоретик часто является бессильным в борьбе с теми многочисленными и разнообразными затруднениями, которые возникают при каждом исследовании явлений природы, даже если все вспомогательные средства имеются налицо. Но Бутлеров явился сам-творцом того материала, который служил основами для его теории, развив в себе огромную изобретательность, настойчивость в преодолении затруднений и то внимание к мелочам, которое так редко в теоретиках и без которого нельзя сделать шагу на пути опытного исследования природы. Создав теорию, Бутлеров в то же время разработал методы исследования. Им был не только указан, но и расчищен путь для его последователей».

Другой чертою, ясно выраженной в характере Бутлерова, которой школа его немало обязана своим процветанием, была его настойчивость, стремление доводить каждое дело до конца.

В жизни Александру Михайловичу пришлось немало вынести неприятностей в результате упорного проведения тех взглядов, которые он считал правильными, причем в этом случае открытость действий, откровенность не помогали делу, а усложняли его. Но в лаборатории все эти свойства Бутлерова, содействуя друг другу, чрезвычайно помогали успеху того дела, которому он служил. Никто не помнит, чтоб у Бутлерова были только заявленные или начатые, но неоконченные работы. Всякая начатая работа выходила из его рук в полностью законченном виде, хотя нередко нужны были огромные усилия для борьбы с возникавшими на каждом шагу затруднениями.

Работая в лаборатории, всегда на виду у окружающих, всегда для всех доступный, Бутлеров являл собою наглядный пример упорного труда и настойчивости, без которых нельзя рассчитывать на успех. Бутлеров без слов, без речей, без наставлений воспитывал в учениках серьезное отношение к делу, указывая им на практике, как нужно преодолевать затруднения, и вселяя в них в то же время уверенность в успехе, увлекая их. Это была настоящая школа, способная захватить всего человека. Она увлекала не только идеями, но и возможностью содействовать творческим трудом развитию этих идей, Не меньшее, однако, значение в создании бутлеровской школы имели и личные свойства Александра Михайловича.

Академик Дмитрий Петрович Коновалов (1856–1929), один из основоположников физической химии, характеризуя Бутлерова как учителя и главу школы, писал: «Мои воспоминания относятся ко времени, когда Александр Михайлович Бутлеров достиг славы большого мирового ученого, я же явился к нему как юный начинающий, желавший впервые приобщиться к работе научного исследования. Я только что окончил тогда Горный институт, успел уже там пристраститься к занятиям химией; но, получив основательную экспериментальную подготовку по минеральной химии, я чувствовал большой пробел в экспериментальной работе по органической химии, на которой тогда уже сосредоточивалось внимание ученых и где выдвигались вопросы общего научного значения. Но не самый предмет привел меня к Бутлерову. Не решая заранее посвятить себя органической химии, я хотел, работая у большого мастера, прежде всего видеть, как «делается» наука. В отношении работы в будущем меня уже тогда влекла та область, которая впоследствии развернулась под именем физико-химии».

С такими мыслями молодой ученый пришел в лабораторию Бутлерова и не без смущения вступил в его кабинет. Приветливость ученого и простота в обращении рассеяли смущение. Александр Михайлович задал ряд вопросов, чтобы определить степень подготовки гостя, и закончил беседу согласием дать ему место и тему по органической химии, но тут же пожелал, чтобы новый ученик предварительно приготовил препарат - гликолевую кислоту. Кабинет Бутлерова представлял обыкновенную рабочую комнату химика с большим рабочим столом. На одной стороне стола работал он сам, а другую занимал тогдашний его ассистент, Михаил Дмитриевич Львов (1848–1899), который показал лабораторию и библиотеку, где новый ученик должен был отыскать статью о приготовлении препарата, отвел место и снабдил всем необходимым на первое время. В тот же день Коновалов мог начать работу.

С первых же дней будущий ученый понял, что нашел то, что ему было нужно. Он попал в превосходно организованную для исследования школу, в которой мог свободно наблюдать, как «делают» науку.

Бутлеровская лаборатория, весьма скромная по размерам, вмещала около десяти его учеников, среди которых работал и он сам. Среднюю комнату в два окна занимал Бутлеров со своим ассистентом. К этой комнате примыкали две комнаты для учеников. В третьей, небольшой, в одно окно, комнате помещались библиотека и весы, которыми пользовались и ученики и учитель. Каждый, проходивший в весовую и библиотеку, должен был пройти мимо места, где работал Александр Михайлович. Нередко он обращался к проходившему с вопросом или отвечал на его вопрос, иногда вступая с ним в беседу. Случалось, что рядом с Бутлеровым сидел какой-нибудь приезжий профессор-химик и между ними шла оживленная беседа. Все эти разговоры Бутлеров вел, не прерывая своей экспериментальной работы, артистически выполняя отдельные ее операции.

Эту способность великого ученого делать экспериментальную работу, ведя в то же время разговор, отмечают в своих воспоминаниях всег его ученики, одинаково ею поражаясь. Доступность учителя во время его работы приводила в восхищение начинающих учеников. Особенно поражало всех умение Бутлерова работать с малыми количествами вещества, когда он пользовался приборами своего изобретения, которые сооружал за паяльным столом, тщательно отделывая и подгоняя все части.

Умению обрабатывать стекло Бутлеров придавал большое значение. В свободную минуту он часто садился за паяльный стол и занимался выдуванием разных вещиц, чтобы не терять навыка в работе. В это время возле него обыкновенно собирался кружок работающих в лаборатории, с которыми он вел в то же время беседу. Иногда он приглашал в лабораторию стеклодува-профессионала и предлагал ему выделывать на лабораторном паяльном столе разные сложные приборы. Около стеклодува также собиралась группа зрителей из состава лаборатории. Пример учителя действовал заразительно на учеников. В лаборатории Бутлерова постоянно можно было видеть то того, то другого ученика, занятого выдуванием стекла. В этом искусстве некоторые из персонала лаборатории достигали большого совершенства.

В такой лабораторной обстановке начинающие ученые легко осваивались с новыми приемами работы по органической химии. Литературные справки с помощью ассистента они легко находили в библиотеке лаборатории. Когда Д. П. Коновалов, приготовив указанный ему препарат, явился за получением темы, Бутлеров после недолгого размышления предложил ему заняться изучением действия азотной кислоты на «изодибутилен» с целью выяснить, не образуются ли при этом настоящие нитросоединения. Бутлеров не забыл тут же заботливо обратить внимание ученика на возможность ожога кислотой вследствие взрыва во время реакции и советовал избегать работы с большими количествами. Он рекомендовал в то же время иметь под рукой водопроводный кран и научиться находить его с закрытыми глазами, чтобы иметь возможность немедленно в случае взрыва окатить голову сильной струей воды.

«Размышляя теперь о полученной мной теме, - писал впоследствии Д. П. Коновалов, - я нахожу, что она вполне соответствовала той цели, с которой я пришел в лабораторию. Чтобы приступить к изучению предложенной реакции, надо было пройти длинный путь приготовления изодибутилена - углеводорода, незадолго перед тем открытого, изученного и описанного А. М. в одной из его классических работ. Надо было выучиться новым для меня приемам работы с газами, запаиваемыми в стеклянных трубках, сжиженными охлаждением. Вся эта подготовительная работа явилась для меня отличной школой экспериментальной работы».

Насколько эта школа была хорошо организованной, можно судить по другому признанию Коновалова. Вспоминая о своей заграничной командировке, он говорит:

«Оказалось, что после бутлеровской лаборатории здесь учиться мне было нечему. Лабораторная техника у него была выше».

Через петербургскую лабораторию Бутлерова прошли многие русские химики, среди которых особую известность своими трудами, кроме Коновалова, Густавсона, Львова, приобрели Алексей Евграфович Фаворский, Иван Алексеевич Каблуков, Егор Егорович Вагнер, Вячеслав Евгеньевич Тищенко, Александр Иванович Горбов.

В те годы в России почти каждый начинающий химик мечтал начать свою самостоятельную научную деятельность под руководством Бутлерова.

Лучшей аттестацией для молодого ученого, желающего получить кафедру в университете, было звание «ученика Бутлерова», которым он гордился до последних дней своей жизни, как бы ни были велики его собственные заслуги.

Понадобилось немного времени для того, чтобы бутлеровское направление в химии, через его учеников, проникло во все русские центры химической науки.

Научно-организаторской, как и научно-исследовательской деятельностью круг жизненных интересов Бутлерова в эти годы, однако, не ограничивался.