Великие химики. Том 1

^{Аппаратура Берцелиуса для сожжения органических веществ} 

Взаимодействие элементов объясняется тем, что противоположные заряды притягиваются. Например, самый отрицательный элемент — кислород — притягивается остальными элементами и соединяется с ними. Образовавшиеся окислы, однако, не являются нейтральными; у них тоже есть электрический заряд. Окислы металлов заряжены положительным электричеством, а неметаллов — отрицательным. Между ними также действует сила притяжения, и при их взаимодействии образуются соли. Окись кальция, например, положительна, а двуокись углерода отрицательна. При их взаимодействии образуется карбонат кальция.

Полученные в результате реакций соли тоже не абсолютно нейтральны: они несут некоторый положительный или отрицательный заряд. Две противоположно заряженные соли могут притягивать друг друга и образовывать двойную соль. Квасцы, например, получаются из положительного сульфата натрия и отрицательного сульфата алюминия.

Теория была простой, наглядно объясняла все химические процессы, и поэтому она сразу же снискала всеобщее признание. Ее называли дуалистической, так как в ее основу было положено существование двух противоположных начал — положительного и отрицательного электричества.

Берцелиуса ценили как ученого не только в Швеции, но и в Западной Европе. Он поддерживал переписку с видными деятелями науки Германии, Англии, Франции [343] … Особенно долго он переписывался с Клодом Луи Бертолле и Гемфри Дэви. Он мечтал о встрече с этими великими учеными, хотел ближе познакомиться с их исследовательской деятельностью, обсудить некоторые проблемы.

В 1812 году Берцелиус получил разрешение выехать во Францию, но война между Францией и Россией помешала ему осуществить свои планы. И он отправился в Англию.

343

Часть переписи Берцелиуса с европейскими учеными хранится в Ленинградской публичной библиотеке им. М. Е. Салтыкова-Щедрина (Люблинская А. Д. Вопросы истории естествознания и техники, вып. 5, 1957, с. 177–182). Берцелиус вел переписку и с русскими учеными, свидетельством чего являются опубликованные письма его к знаменитому казанскому химику К. К. Клаусу (Вопросы истории естествознания и техники, вып. 7, 1959, с. 148–149) и харьковскому химику Ф. И. Гизе [Куринной В. И. Труды Ин-та истории естествознания и техники АН СССР, 30, 333–343 (1960)]. В книге Соловьева Ю. И., Куринного В. И. (Якоб Берцелиус: Жизнь и деятельность. — 2-е изд. — М.: Наука, 1980) отдельная глава посвящена связям Берцелиуса с русскими учеными. Из русских химиков у него работали: Г. И. Гесс, Ю. Ф. Фрицше, Г. В. Струве (Биографии великих химиков, ук. соч., с. 142).

Берцелиус с нетерпением ждал встречи с Дэви. Но тот, однако, оказал ему холодный прием. Дэви незадолго до этого женился и готовился к свадебному путешествию по Европе. Берцелиус был поражен такой встречей и считал, что хлопоты, связанные с отъездом, никак не могли оправдать Дэви. Он предполагал, что причина такого отношения к нему английского ученого кроется в другом.

Дэви достиг вершин славы путем упорного труда и самообразования. Однако ему не хватало глубоких теоретических знаний. Он понимал тем не менее, что электрохимическая теория Берцелиуса была достаточно убедительной. Дэви чувствовал, что у шведского ученого глубокий и проницательный ум, хорошая теоретическая подготовка, и немало этому завидовал.

Берцелиус встретился в Лондоне с другим ученым — Александром Марситом, с которым связали его впоследствии узы дружбы.

— Я хотел бы, доктор, Марсит, посетить ваши лекции по химии, посмотреть, как вы демонстрируете опыты, как объясняете теоретические проблемы. Одним словом, хочу поучиться у вас, — обратился к нему Берцелиус.

— Едва ли вы чему-либо можете научиться у меня, господин Берцелиус, но я в вашем полном распоряжении. Надеюсь, нам обоим пойдет на пользу наше знакомство.

Доктор Марсит помог Берцелиусу в разработке лекций по химии и практических занятий с демонстрацией опытов. Берцелиус встречался в его доме с Уильямом Уолластоном, Смитсоном Теннантом [344] , Фредериком Акумом, Томасом Юнгом [345] , Джемсом Уаттом, Уильямом Гершелем и другими учеными. Он подробно осмотрел их лаборатории, интересовался новой аппаратурой и приборами, заказал в Лондоне все, чего не хватало в его собственной лаборатории в Стокгольме.

344

Смитсон Теннант (1761–1815) — английский химик, член Лондонского королевского общества, профессор химии Кембриджского университета. В 1803 г. открыл осмий и иридий, изучал углекислый газ, был учителем Уолластона. О Теннанте см.: Меншуткин В. Н. Химия и пути ее развития. — М. — Л.: Изд-во АН СССР, 1937, с. 127; Биографический словарь деятелей естествознания и техники, ук. соч., т. 2, с. 263–264; Становление химии как науки, ук. соч., с. 194–200 и др.; Волков В. А. и др., ук. соч., с. 487.

345

Томас Юнг (1773–1829) — английский физик, врач и астроном, один из создателей волновой теории света. Ему принадлежит большое количество работ по физике, химии, физиологии, медицине, астрономии, геофизике, технике, филологии и др.; ввел модуль Юнга для характеристики упругости при растяжении и сжатии; написал около 60 статей для «Британской энциклопедии». О Юнге см.: Биографический словарь деятелей -естествознания и техники, ук. соч., с. 416–417; Wood A., Oldham F. Thomas Young, natural philosopher, 1773–1829. — Cambridge, 1954; Выдающиеся физики мира, ук. соч., с. 146–150; Творцы физической оптики / Сост. У. И. Франкфурт. — М.: Наука, 1973, с. 115–166; Храмов Ю. А., ук. соч., с. 313–314.

В Швецию Берцелиус вернулся в конце октября 1812 года и привез три огромных ящика с оборудованием. Лаборатория оказалась слишком тесной, чтобы разместить все необходимое, и поэтому часть приборов пришлось вывезти в подвалы Каролинского медико-хирургического института.

Он с новой энергией принялся за работу и опять — за свое любимое дело: определение атомных весов. Берцелиус провел анализы большого числа соединений и вычислил атомные веса почти всех элементов. Он приступил уже к составлению таблиц, но что-то его постоянно смущало, и он чувствовал какую-то неудовлетворенность. Берцелиус чертил разнообразные кружки, которыми Дальтон обозначал элементы, и недовольно кривил губы.

— До чего же неудобны эти знаки! Их трудно писать, они сложны для запоминания, а когда приходит время их печатать, возникает целая трагедия.

У печатников действительно не было таких знаков, их приходилось готовить специально. Каждый печатник отливал знаки различной величины, и формулы получались очень пестрыми. Необходимо было изобрести новый, более удобный способ обозначения элементов.

Берцелиус взял список элементов и принялся внимательно его рассматривать, мысленно перечисляя основные свойства каждого из элементов.

Самое удобное — обозначить элементы буквами. Тогда не будет необходимости в специальных типографских знаках. И, кроме того, они легче запоминаются и пишутся. Допустим, достаточно первой буквы латинского названия элемента. Кислород в таком случае будет обозначаться буквой О (оксигениум), а водород Н (гидрогениум). Берцелиус с увлечением начал записывать названия и знаки элементов, пока не дошел до ртути. Ее латинское название начинается тоже с Н (гидраргирум). Что ж, значит, к первой букве нужно добавить еще один знак. Латинские названия углерода, хрома и меди тоже начинаются с одной и той же буквы — C. Следовательно, выбор букв должен подчиняться какой-то закономерности. Во избежание повторений он предложил одной буквой обозначать неметаллы, а если возникает необходимость, добавлять вторую букву, которая должна применяться для металлов. Для обозначения углерода осталась буква C, для меди — Cu, а для хрома — Cr. Согласно этому правилу, он обозначил азот буквой N, никель — Ni, водород — Н, ртуть — Hg и так далее.

Статья Берцелиуса о повой номенклатуре была опубликована в 1813 году в журнале Томсона «Философские летописи». Год спустя в том же журнале Берцелиус опубликовал вторую статью, в которой сформулировал правила написания формул. Число атомов он обозначал цифрой, поставленной в верхнем конце знака. Если соединение содержало два атома данного элемента, он предлагал писать знак жирной буквой, а в формулах окислов обозначал атом кислорода точкой или запятой. Так, для воды вместо H₂O он писал Н•, а для окиси серы — S• вместо SO₃. Новые обозначения химических элементов были довольно скоро приняты учеными: они оказались очень удобными, но вот формулы стали применять лишь в середине XIX века [346] . Только Джон Дальтон и Томас Томсон [347] остались до конца своей жизни противниками новых знаков и продолжали обозначать элементы различными кружками.

346

Одновременно с Берцелиусом У. Хиггинс в «Опытах и наблюдениях по атомной теории» (Дублин, 1814 г.) предложил ввести аналогичные символы. В 1819 г. буквенную символику для химических элементов и соединений на основе их немецких названий предложил петербургский академик А. И. Шерер (1771–1824). См.: Быков Г. В., Куринной В. И. Вопросы истории естествознания и техники, вып. 5, 1957, с. 173; Джуа М., ук. соч., с. 195, 223–224; Становление химии как науки, ук. соч., с. 261–285; Соловьев Ю. И. История химии, ук. соч., с. 127–141.

347

Томас Томсон (1773–1852) — шотландский химик и историк химии, врач по образованию. Стал известен благодаря своей двухтомной «Истории химии». В Глазго проводил определения атомных весов элементов, которые привели к усовершенствованию методов количественного анализа, был убежденным сторонником атомизма. В 1818–1841 гг. руководил одной из первых английских лабораторий. О Томсоне см.: Биографический словарь деятелей естествознания и техники, ук. соч., т. 2, с. 277–278; Становление химии как науки, ук. соч., с. 244 и сл.; Волков В. А. и др., ук. соч., с. 495.

Весной 1813 года к Берцелиусу приехал из Англии Уильям Мак-Майкл.

— Мне поручили передать вам свои наилучшие пожелания доктор Марсит, Уильям Уолластон и Джемс Уатт.

— Расскажите, как чувствует себя доктор Марсит? Как его исследования? — поинтересовался Берцелиус.

— Я учился у доктора Марсита, а к вам приехал по его настоянию изучать химию.

— Но ведь я сам был у него в прошлом году и изучал химию!

— Возможно, но доктор Марсит да и остальные английские химики считают вас одним из крупнейших представителей современной химической науки. Они убеждены, что именно у вас можно многому научиться.