Бутлеров и менделеев. Параллели между двумя ведущими теориями химии - Периодическим законом и Периодической системой химических элементов Д.И

Разделы: Химия , Внеклассная работа

Цели:

Сравнить жизнь и деятельность двух великих русских ученых и найти общее в судьбе, научных теориях, значении для науки
Почувствовать гордость за нашу Русскую землю, подаривших миру этих великих людей.
Развитие исследовательских навыков, творческих способностей.

А.М. Бутлеров – один из величайших русских ученых, он русский и по ученому образованию, и по оригинальности трудов.

(Д.И.Менделеев)

“… я люблю свою страну, как мать, а свою науку – как дух, который благословляет, освещает и объединяет все народы для блага и мирного развития духовных и материальных богатств”.

(Д.И.Менделеев)

При изучении этого раздела мы с учащимися выбрали форму защиты учебных проектов.

Защита учебного проекта включает в себя написание реферата и его презентацию другим участникам.

Подготовка конференции включала несколько этапов:

Выбор темы учебного проекта.
Написание реферата.
Защита проекта.

Темы рефератов:

Дмитрий Иванович Менделеев – гениальный русский химик.
Александр Михайлович Бутлеров – величайший русский ученый.

Литература:

Гроссе Э. Химия для любознательных. 1987 г.
Тищенко В.Е., Младенцев М.Н. Дмитрий Иванович Менделеев, его жизнь и деятельность (Университетский период) 1861-1890 М. 1993 г.
Дмитриев И.С. “Особая миссия Менделеева – Аргументы и факты, Санкт-Петербургский университет” 1996 г.
Стариков В.И. “Д.И. Менделеев” 1984 г. Свердловск.
Макареня А.А. “Менделеев в Петербурге” Лениздат. 1982 г.

На первом этапе подготовки учащимся дается примерный перечень тем для работы:

Годы жизни. Место рождения. Семья. Увлечение.
Личностные качества.
Совместная деятельность
Предпосылки.
История открытия.
Научные теории
Триумф.
Основные направления развития двух теорий.
Философские законы развития.
Значение

П этап – этап самостоятельной работы учащихся с учебником и дополнительной литературой.

Ш этап – обмен информацией, запись учащимися основного содержания в тетрадь.

Годы жизни. Место рождения Семья. Увлечения.

Бутлеров Александр Михайлович 1828-1886 гг.

Менделеев Дмитрий Иванович 1834-1907 гг

Выступления учащихся в тезисах:

Бутлеров А.М. – родился 15 сентября 1828 г. в городе Чистоноле Казанской губернии. Отец Бутлерова, Михаил Васильевич, участник Отечественной войны 1812 года, после отставки в чине подполковника жил в родовом селе Бутлеровка; мать Софья Александровна, скончалась в 19 лет, через несколько дней после рождения сына. Воспитанный отцом, человеком образованным, Саша во всем хотел походить на него.

Учился Бутлеров в частном пансионе, потом в первой Казанской гимназии. В 10 лет хорошо владел французским и немецким языками, занимался химическими опытами (один из них закончился взрывом, и преподаватели пансиона отправили провинившегося в карцер, повесив ему на грудь дощечку с надписью “великий химик”, собирал коллекции растений и насекомых.

В 1846 г. Александр заболел тифом и чудом выжил, а вот заразившийся от него отец скончался. Бутлерову было 18 лет, учился он на естественном отделении Казанского университета.

Менделеев Д.И. – родился в Сибири, в городе Тобольске. 8 февраля 1834 года семнадцатым и последним ребенком в семье Ивана Павловича Минделеева, директора Тобольской гимназии. В том же году отец Д.И. Минделеева ослеп. Когда Дмитрию было 13 лет – умер отец и все заботы о семье перешли к матери, Марии Дмитриевне, женщине выдающегося ума и энергии. Она успевала одновременно вести небольшой стеклянный завод и заботиться о детях, которым дала прекрасное по тому времени образование. Она умерла в 1850 г. Менделеев сохранил до конца своих дней благодарную о ней память.

Учился Д.И. Менделеев в Главном педагогическом институте в Петербурге у выдающихся учителей, умевших вызвать глубокий интерес к науке. Это были лучшие научные силы, того времени, академики и профессора Петербургского университета, такие, как математик М.В. Остроградский, физик Э.Х. Ленц, химик А.А. Воскресенский.

В 23 года от роду Д.И. Менделеев защитил диссертацию на степень магистра и стал доцентом Петербургского университета, где читал сначала неорганическую, а затем органическую химию.

В 1865 году он защитил диссертацию “О соединении спирта с водой” на степень доктора химии и через два года становится во главе кафедры неорганической (общей) химии.

Личностные качества.

А.М. Бутлерова

По свидетельству современников, Бутлеров был одним из лучших лекторов своего времени: он безраздельно владел аудиторией благодаря ясности и строгости изложения, которые сочетались у него с образностью языка.

Умение отдыхать – и в студенческие и в зрелые годы помогало Александру Михайловичу самозабвенно работать.

Общительный и дружелюбный, готовый к шутке и спору, скромный и трудолюбивый – таким запомнили Бутлерова многочисленные друзья, коллеги и ученики.

Д.И.Менделеева

Д.И. Менделеев обладал удивительно ясным химическим мышлением, он всегда ясно представлял конечные цели своей творческой работы: предвидение и пользу.

Это был могучий человек, потому что сделанное им под силу только гиганту, благодаря крепости духа, уверенности в том, что дело его необходимо.

Д.И. Менделеев – настоящий патриот. Это человек, любящий свою родину, страну, где родился. Он своей работой, всей своей жизнью способствовал благу и процветанию своей родины. Дмитрий Иванович – классический пример патриота России.

Обоих ученых отличали от других химиков:

Энциклопедичность химических знаний;
Умение анализировать и обобщать факты;
Научное прогнозирование;
Русский менталитет и русский патриотизм.

Совместная деятельность.

Весной 1868 г. по инициативе знаменитого химика Менделеева Александра Михайловича Бутлерова пригласили в Петербургский университет, где он начал читать лекции и получил возможность организовать частную химическую лабораторию. Бутлеров разработал новую методику обучения студентов, предложив ныне повсеместно принятый лабораторный практикум.

Сохранились сведения о совместной преподавательской работе Бутлерова и Менделеева на кафедре химии Петербургского университета:

Неоднократно Д.И. Менделеев и А.М. Бутлеров принимали вместе экзамены по химии.

Совместно участвовали в работе совета по защите диссертаций.

В их отношениях была и взаимная поддержка и практика заблуждений.

В 1861 г. Бутлеров излагает свою теорию строения органических соединений, и, любопытное совпадение

В том же году Менделеев публикует две работы, целиком посвященные органической химии. Выходит его учебник “Органическая химия”, через два года появляется второе издание. За свой труд Д.И. Менделеев удостаивается Демидовской премии – высшей научной награды России того времени.

Предпосылки периодического закона:

Ко времени открытия Периодического закона было известно 63 элемента и описаны свойства их многочисленных соединений.

Работы ученых – предшественников Д.И. Менделеева: классификация Берцелиуса, триады Деберейнера, спираль Шанкуртуа, октавы Ньюлендса, таблица Мейера.

Съезд химиков в Карлсруэ, когда окончательно утвердилось атомно-молекулярное учение.

Предпосылки теории химического строения:

Известны сотни тысяч органических соединений, состоящих из углерода, водорода, кислорода, реже – азота, фосфора и серы.

Работы предшественников А.М. Бутлерова: введение термина радикал и теории радикалов; теория типов; введение термина “изометрия”; Франкланд и Кекуле утвердили понятие о валентности элементов; Кекуле развил представление о четырех-валентности углерода; Канницаро уточнил атомные и молекулярные массы.

Оба признавали заслуги Берцелиуса как разработчика первооснов классификации.

История открытия Периодического закона и теории строения.

Д.И. Менделеев и А.М. Бутлеров обобщили накопленный фактологический материал и дополнив его, положили в основу своих трудов.

Однако Д.И. Менделеев расположил элементы в ряд по возрастанию атомного веса.

Главная особенность таблицы Д.И. Менделеева в том, что в вертикальных рядах размещены химически сходные элементы: литий и натрий, бериллий и магний, фтор и хлор, кислород и сера. При таком расположении ясно проявилась периодичность свойств у химических элементов. Так было сделано величайшее открытие эпохи.

Научные теории:

Теория периодичности.

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.

Теория строения.

Теория строения органических соединений А.М. Бутлерова.

Обе ведущие теории современной химии были созданы великими русскими учеными и составляют вклад отечественной химии в мировую химическую науку. Обе теории прошли испытание временем и блестяще его выдержали, развиваясь и обогащаясь современными открытиями в химии.

Д.И. Менделеев предсказывает, описывает и указывает пути открытия еще неизвестных науке галлия, скандия и германия, назвав их экабор, экаалюминий, экасилиций.

Менее чем через шесть лет предсказания Д.И. Менделеева подтвердились. Жизнь продолжала проверять менделеевский закон на прочность.

Наконец пришло время триумфа. В 1875 г. был открыт галлий, 1879 г. – скандий, 1886 г. – германий. Существование в природе более 10 элементов предсказал Д.И. Менделеев.

Триумфом теории химического строения органических соединений Бутлерова явилось правильное объяснение на основе этой теории явлений изометрии.

В 1864-1866 годах выходит из печати тремя выпусками книга Бутлерова “Введение к полному изучению органической химии”. Этот вдохновенный труд был откровением Бутлерова – химика экспериментатора и философа, перестроившего весь накопленный наукой материал по принципу химического строения.

Книга Бутлерова вызвала настоящую революцию в химической науке. Она стала путеводной звездой в громадном большинстве исследований в области органической химии. Вышли издания почти на всех европейских языках.

Основные направления развития двух теорий:

Развитие обоих теорий происходит по философским законам (по спирали): формулировки положений корректируются в связи с новейшими научными открытиями, однако суть их остается прежней.

Философские законы развития:

Свойства химических элементов зависят от:

Их относительных масс,

Зарядов их атомных ядер;

Периодичности в изменении внешних электронных слоев атомов;

Свойства органических веществ зависят от:

Их химического строения,

Их пространственного строения,

Их электронного строения.

Значение:

Периодический закон оказался могучим научным орудием исследования, т.к. все дальнейшие поиски элементов осуществлялись с помощь этого закона.

Периодический закон является всеобщим законом природы, т.к. все физические и химические свойства вещества определяются строением атомов.

Созданная Д.И. Менделеевым на основе периодического закона периодическая система химических элементов играет роль путеводной звезды в развитии химии, физики и всего естествознания.

Последующее развитие атомной физики, открытие строения атомов позволили раскрыть причины периодичности в свойствах химических элементов, открытой Д.И. Менделеевым.

Создание теории химического строения органических веществ сыграло важнейшую роль в развитии органической химии. Из науки описательной она превращается в науку созидательную, синтезирующую, появилась возможность судить о взаимном влиянии атомов в молекулах различных веществ.

Теория химического строения создала предпосылки для объяснения и прогнозирования различных видов изомерии органических молекул, а также направлений и механизмов протекания химических реакций.

На основе этой теории химики создают вещества, которые заменяют природные, а иногда и превосходят по свойствам (каучуки, пластмассы, красители).

В обеих теориях так много общего в путях их становления, направлениях развития, общее в прогностической роли, общенаучном значении.

Завещание Д.И. Менделеева.

“Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а лишь развитие и надстройки обещаются”.

Завещание А.М.Бутлерова.

“… когда мы будем знать ближе натуру химической энергии, самый род атомного движения – когда законы механики получат и здесь приложение, тогда учение о химическом строении падет, … чтобы войти в низменном виде в круг новых, более широких воззрений.”

“Менделеев и Бутлеров! Это два титана, которые держат на своих плечах восточный портал всемирного интернационального здания химии” - так высоко оценил заслуги ученых академик А.Е. Арбузов на Менделеевском съезде проходившем в Казани в 1928 году.

Итак рассмотрены все вопросы плана. В тетрадях у учащихся записана важнейшая информация по данной теме.

Много дополнительной информации они услышали.

Проведение научно-практической конференции, посвященной изучению жизни и деятельности, выдающихся русских ученых Дмитрия Ивановича Менделеева и Александра Михайловича Бутлерова воспитывает у учащихся чувство гордости за свою страну и развивает интерес к изучаемому предмету.

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

Менделеев Д. И. Познание России. Заветные мысли М., "Эксмо", 2008.

С. Ф. ГЛИНКА

"После кончины H. H. Зинина (в феврале 1880 г.) в Академии освободилась кафедра химии, и возник вопрос о замещении ее. А. М. Бутлеров был всегда высокого мнения о Д. И. Менделееве, как о выдающемся русском химике, и, конечно, прежде всего, вспомнил о нем. В это время отношения между Бутлеровым и Менделеевым были несколько испорчены по следующим причинам: Менделеев незадолго перед этим повел систематическую борьбу со спиритизмом, которым усердно занимался Бутлеров, прочитал лекцию и напечатал книгу против спиритизма, кроме того, он, отрицательно относясь к учению о структуре органических соединений, которое развивал Бутлеров в университете на своих лекциях, иногда позволял себе резкую критику в этом направлении. Как мне пришлось слышать, на той же почве во время съезда естествоиспытателей и врачей в 1879 г. по поводу доклада одного из учеников Бутлерова у него произошло довольно резкое столкновение с Менделеевым. Несмотря на все это, Бутлеров продолжал относиться к Менделееву с полным беспристрастием. Однажды он показал мне только что полученную им книгу английского химика Рейнольдса, присланную ему автором, и сказал: "Рейнольдс оспаривает первенство Менделеева в открытии им периодической системы элементов, но ведь Менделеев один предсказывает новые элементы". Это было сказано после открытия галлия и скандия, но раньше открытия германия, что, как известно, произошло в 1886 г. Лотар Мейер и Ньюлэндс, которые являются соперниками Менделеева в основании периодической системы элементов, как справедливо сказал Бутлеров, новых элементов не предсказывали. Описание свойств экакремния и его соединений, сделанное Менделеевым за 15 лет до открытия соответствующего этому элементу германия, говорит само за себя. Как-то в начале осени 1880 г., когда я был у Бутлерова, он разбирал бумаги и нашел среди них письмо от одного из провинциальных химиков, не имевшего, впрочем, отношения к университетам, в котором он просил А. М. Бутлерова иметь его в виду при замещении вакантной кафедры в Академии. Письмо это было прислано еще летом, во время отсутствия Бутлерова, и он тотчас же написал на него ответ, извиняясь в промедлении и объясняя причину; он написал, что, делая представление в Академию о замещении вакантной кафедры химии, он, согласно § 2 действовавшего тогда устава Академии, должен будет представить Д. И. Менделеева. Стало известным, что президент Академии Литке, непременный секретарь Веселовский и большинство академиков являются решительными противниками кандидатуры Менделеева, противопоставляя ему профессора Технологического института Бейльштейна. Менделеев был забаллотирован. После этого профессора университета в виде протеста устроили обед в честь Менделеева, во время которого говорены были соответствующие речи; полемика в газетах, которая началась еще раньше, оживилась особенно теперь. Статьи против Менделеева появились преимущественно в "St. Petersburger Zeitung". Вопрос перешел на национальную почву и обострился еще более. Я не буду останавливаться на подробностях этой борьбы, которая завершилась окончательным забаллотированием Менделеева, представленного вторично, и избранием Бейльштейна. На другой день после заседания Академии, на котором была решена судьба Менделеева, мне случилось зайти в академическую библиотеку, и при мне шел разговор между академиком и лицом из штата библиотеки; академик говорил, что Менделеева невозможно было допустить в Академию из-за его тяжелого характера; других причин не избрания Менделеева в члены Академии он не приводил. Другим и еще более печальным эпизодом в жизни Менделеева является оставление им университета; подробное описание этого эпизода отвлекло бы меня слишком далеко, и на нем я останавливаться не буду. Менделеев был немыслим без лаборатории и без университетской кафедры; не попав в Академию и выйдя из университета, он остался без того и без другого. Как известно, впоследствии он имел занятия в Министерстве финансов. Однажды весною 1891 или 1892 г, ранним утром, в холодную и ветреную погоду я, взглянув в окно своей квартиры, которую имел в одном из зданий Института инженеров путей сообщения, увидел, к своему удивлению, Менделеева, который в шубе нараспашку бегал по обширному двору института и, видимо, кого-то разыскивал. Я поспешил к нему на помощь. Увидев меня, Дмитрий Иванович сказал: "Вот, полюбуйтесь, до чего я дожил на старости лет -- вчера до 12 часов ночи сидел в заседании, теперь рано утром (было не более 9 часов) бегаю: не знаете ли вы, где живет N (он назвал одного из живших в институте, который раньше был в Баку на нефтяных заводах)?" Я указал ему, где живет N, с которым он хотел посоветоваться по вопросу, затронутому на бывшем накануне заседании. Эпизод этот случайного характера открыл мне ту обстановку, в которой должен был жить и работать Дмитрий Иванович в возрасте, близком к 60 годам. Светлыми проблесками на этом темном фоне жизни Д. И. Менделеева были его поездки в Англию, где он получил медаль имени Гэмфри Дэви за свои труды. В связи с этим интересно сопоставить следующие строки из предисловия к изданию "Основ химии" в 1906 г.: "Когда (1897) явилось второе и особенно третье (в 1905 г. с 7-го русск. издания) английское издание, мне стало очевидным, что этою книгою пользуются английские и американские студенты, чего, признаюсь, ожидать никак не смел и что глубоко тронуло мое русское сердце". Эти слова очень грустно читать: чувствуется, что Дмитрий Иванович среди равнодушия и недоброжелательства соотечественников отдыхал душою, находя сочувствие среди чужеземцев. Время до назначения Менделеева на место управляющего Палатою мер и весов, где он мог наконец устроить себе лабораторию, и устроения ее мне представляется периодом скитания его в тщетных поисках лучшего -- ему было 56 лет, когда он должен был оставить университет, а в такие годы всякая жизненная ломка переносится нелегко. Палата мер и весов находится против Технологического института, где Менделеев в 1864 г. начал свою профессорскую деятельность и где, вероятно, провел лучшее время своей жизни, когда полный надежд он вступил на ту дорогу, которая превратилась впоследствии в тернистый путь...""

Глинка С. Ф. Личные воспоминания о Менделееве.
Почему Д. И. Менделеев не был избран в Академию наук.
"Журнал химической промышленности", 1925, No 1 (7), с. 25--27.

ПРИМЕЧАНИЯ

Глинка С. Ф. (1855--1927 г.) -- минералог, окончил Санкт-Петербургский университет, был профессором Московского университета, Института инженеров путей сообщения.

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

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»