Шел обычный урок в Дармштадтской гимназии. В классе стояла тишина. И вдруг над партой, за которой сидел Юстус Либих, взметнулось пламя. Можно представить, какая возникла паника! Виновнику такого «опыта» пришлось в скором времени покинуть гимназию. Отец отдал его в обучение к аптекарю. Но и на новом месте юный химик не прекращал экспериментов со взрывчатыми веществами: во время одного из них даже сорвало крышу с мансарды.
Либиха интересовали не только эксперименты: он с увлечением читал сочинения великих химиков и физиков прошлого — Василия Валентина, Г. Шталя, П. Макёра, Г. Кавендиша и других.
Краткая биография Юстуса фон Либиха
Родился Либих в 1803 г. в Дармштадте в семье аптекаря. Учился в Боннском и Эрлангенском университетах, затем уехал в Париж, где работал у прославленных химиков Л. Тенара и Ж. Гей-Люссака. В Германию Либих вернулся известным химиком. В 21 год он стал профессором Гиссенского университета. С 1860 г. Либих – президент Баварской Академии наук.
Либих, как и его друг Фридрих Вёлер, был прекрасным преподавателем; его лекции привлекали не только химиков, но и студентов других специальностей. Он ввел в практику высшей школы лабораторные занятия и широко поощрял интерес к научным исследованиям. Особо отличившимся студентам в торжественной обстановке Либих вручал нож с платиновым клинком. У него учились и работали такие впоследствии известные химики, как А. Гофман, А. Кекуле, Э. Эрленмейер, А. Вюрц, Ш. Жерар, Г. Копп, А. А. Воскресенский, Н.Н. Зинин и другие.
Творческая деятельность
Либих был отличным популяризатором науки, свидетельство тому – его «Письма о химии» (1844). Он создал журнал «Анналы фармации» (1832), переименованный в 1839 г. в «Анналы химии и фармации», а после смерти ученого – в «Либиховские анналы химии». Печататься в этом журнале считается большой честью.
Творческая деятельность Либиха чрезвычайно многогранна (это открытие и синтезы новых веществ, усовершенствование методики органического анализа, организация производства жидкого стекла; он по праву считается основоположником агрохимии…). Мы остановимся лишь на созданной Либихом теории радикалов, сыгравшей важную роль в развитии органической химии.
Теория этерина
Первой общей теорией органической химии стала, по существу, теория этерина, выдвинутая в конце 20-х годов французами Ж. Дюма и П. Булеем (этерином в то время называли этилен, иначе – «двууглеродистый водород», «маслородный газ»). Они полагали, что этилен является общей составной частью спирта и эфира и в этом отношении напоминает аммиак в солях аммония.
Таким образом, теория этерина позволяла рассматривать с единой точки зрения различные органические вещества (эфиры и спирты). Кроме того, она показывала, что состав органических соединений, как и неорганических, тоже подчиняется определенным закономерностям.
Теория этерина не получила экспериментального подтверждения и просуществовала недолго. Уже в 1832 г. была опубликована статья Ю. Либиха и Ф. Вёлера «Исследования радикала бензойной кислоты», которая положила начало новой теории – теории радикалов.
Теория радикалов
Понятие о радикале как о группе атомов ввел в химию Лавуазье. Применительно к органической химии этим понятием пользовались (и углубили его) Берцелиус и особенно Либих и Вёлер.
Изучая «горькоминдальное масло» (как тогда называли бензальдегид С6Н5СНО), немецкие химики установили, что в присутствии водного раствора щелочи это соединение переходит в бензойную кислоту, а при действии на него галогенами (хлором или бромом) получается хлористый или бромистый бензоил. При этом было обнаружено, что во всех реакциях группа С7Н50 переходит из одного вещества в другое без изменения:
- С7Н5ОН -бензальдегид,
- C7H5OCl-хлористый бензоил,
- C7H5OBr-бромистый бензоил,
- C7H5ONH2 -бензамид.
Берцелиус считал, что открытие немецких химиков «можно рассматривать как начало новой эпохи в растительной химии».
Открытый радикал-группу атомов, остающуюся при реакциях неизменной, Либих и Вёлер назвали бензоилом. Тогда же Берцелиус предположил, что основой этилового спирта должен быть радикал С2Н6, а основой эфира – радикал С4Н10.
Через два года Либих выступил со статьей «О строении эфира и его соединений». В ней он распространил теорию радикалов и на эфиры. «Этот взгляд не является лишь мнением,— писал Либих в заключении статьи, – это неопровержимый факт, и нельзя остановиться на другой теории без того, чтобы не впасть в ошибки и в ложные выводы».
В 1835 г. Ж. Дюма и Е. Пелиго установили, что в состав метилового и этилового спиртов и их эфиров входит группа СН2. Общую для всех этих соединений группу они предложили назвать метилен.
Результаты этой работы, казалось, укладывались в рамки теории радикалов.
Что же понимали в то время под радикалом? Вот как пояснял это сам Либих на примере радикала циана:
«…он является неизменяющейся составной частью в ряде соединений; … замещается другими простыми телами; …в его соединениях с простым телом последнее может быть выделено и замещено эквивалентами других простых тел…».
Вместе с тем уже были известны факты, опровергавшие представление о радикалах как о группах, переходящих без изменения из одного соединения в другое. В 1821 г. М. Фарадей, действуя на хлористый этилен (дихлорэтан С2Н4Cl2) хлором, получил гексахлорэтан (С2Cl6)-соединение, в котором все атомы водорода были замещены хлором, т. е. равные объемы водорода уступили место равным объемам хлора. Еще раньше Ж. Гей-Люссак обнаружил, что водород в синильной кислоте полностью вытесняется хлором; при этом образуется хлористый циан (CNCl). В 1822 г. французский химик Г. Серюллас получил йодоформ (CHI3)-производное метана, в котором водород почти полностью замещен йодом. Теория радикалов не объясняла и того факта, что 1 объем хлора замещает 1 объем водорода в бензальдегиде, как это наблюдали Либих и Вёлер (1832).
Все эти факты, противоречащие теории радикалов, не были объяснены пока ими не занялся Жан Батист Дюма.
